CHAP. XI. FABRICATION DES RAILS EN MÉTAL BESSEMER. AÔÔ

charge comprend 86 p. 100 de fonte du Gumberland, et 15 p. 100 de fontes d'Allemagne^

Sftt, AUemagne, — Le procédé Besimar à. été appliqué pour la première fois en Allemagne en 1850, chez U, Krupp à Essen ; d*apr^ M. Maurar, la fabrique d'acier de T. Giesbers à Gemunde (Eifel) a livré en 180S, les premiëte lingots qui furent laminés pour rails dans l'usine de Lenémèorf, Le convertisseur fonctionne à Bmràe^ à Bochum^ à KmniqihVAte (Haute-Silésie), à TurracK à Grâtz et à Neubery (Styric), à Heft (Garintbie), à PrâvaU, à Oberbili près Z^ucteldorfj etc.

L'usine de Gràiz, où j'ai vu fabriquer outre les rails mixtes (S/i^), des rails entièrement en acier, ne possédant pas de hauts fourneaux, ne peut pas, comme son voisin l'établissement de l'État à Ntuberg, opérer sur la fonte soi Uiit du creuset. M. Hall ne le regrette pas, du reste; il est, d'après lui, beaucoup plus sûr d'opérer sur une fonte dont on a constaté l'homogénéité, et qu'on a au besoin triée. L'excm^ pie de Terre-Ivoire, celui de Nfuberg qui passe en premîèi'C fusion les mêmes fontes que Gràtz, c'est-à-dire des fontes provenant des minerais spathiques, prouvent que si cette opinion est fondée, elle ne Test pas d'une manière absolue.

On s'attache, à GrâlJB, pour l'addition finale, autant si ce n'est plus encore, à la teneur en carbone qu'à la teneur on manganèse du spiegeL D'après M. MaU, l'acier est d'autant meilleur que le spiegd est plus riche en carlXHie. La teneur moyenne est de 8,5 p. 100, et la proportion du spiegel ajouté 7 p. 100; «on coule sans rendre le vent A Nn^Qf on n'ajoute pas de fonte spéciale, mais de la fonte même provenant du haut fourneau.

La coaunissîon du chemin Sud autrichien (3^2) est d'avis que le martelage des lingots est inutile, du moins pour les produits de GrStx^ le surcrott de dépense ne paraissant pas compensé par une amélioration sensible de la qualité. ^

Le lingot est donc chauffé, et laminé pour rail en une seule chaude; le rail, encore chaud, est scié au deux bouts. Les chutes passent dans les paquets pour rails mixtes. #

Jusqu'ici, du reste, la fabrication des rails entièrement en acier, a eu pour objpt à Gràtz^ plutôt une étude de la question, qu'une producii sérieuse. Dans cette étude, on s'est beauconp préoccupé d'un problème de l'avenir, celui du réemploi des vieux rails Jit&ienier.

u?. r». — VOIE.

Dans l'opinion de M. //a//, on devra vraisemblablement procéder pour eux comme pour les vieux rails en fer, c'est-à-dire par la formation d'un paquet. 11 convient, dès lors, de se mettre en garde contre les difliciiltés de fabrication et contre des défauts très-graves, en s' attachant dès à présent, à produire un métal bien soudant.

Od sait (l'ailleùrs que les vieux rails Bessemtr peuvent être passé^- . au coBvertisseur, après chauffage au rouge, dans une certaine proportion que quelques ingénieurs portent môme à un tiers. Maïs jusqu'à ce jour, on n*a guère repassé, et en très-petite quantité^ que les chutes provenant du sciage; le plus souvwt même, on les refond au creuset, les aciéries Hatemer ayant ordinairement pour annexe une fonderie d^acier. Tel est, en France, par exemple le cas de l'usine étimphy. Ge mode est dispendieux, quoique le four à réverbère recevant plusieurs creusets et chauffé à la houille, soit souvent substitué au four à vent chauffé au coke; mais le traitement direct au four à réverbère de Siemens, déjà appliqué par H. P. Martin (365) semble être le mode le plus simple et le plus économique pour les vieux rails et les déchets de fabrication du Bessemtr.

A Pràra i, les lingots, réchauffés au rouge-orange, passent trois fois €^ la première cannelure ébauclieuse (il y a trois paires de cylindres) , deux fois dans chacune des deux suivantes, et deux fois diuis la premièi e dégrossisseuse. Ils sont alors réchauffés de nouveau, et passent une seule fois dans chacune des onze cannelures suivantes: dégrossisseuses et finisseuses. Il y a donc vingt passfiges en tout.

A f!sseu, chez M. Kriipp, l'acier pour rails est coulé en lingots donnant quatre rails cliï^cun ; cette méthode a l'avantage de diminuer le déchet des bouts, déchet indépendant de la longueur du lingot.

Le laminage est précédé d*un martelage énergique*

Les rails de Bochum sont de qualité supérieure, mais aussi d'im prix élevé. Ils proviennent presque exclusivement de fontes du Cumberland, dont le prix de revient dépasse de plus de 80 p. 100 celui des foutes du pays traitées à E$sen et à Hœrde. Les lingots sont mar^ télés*

AngUterr^. — La fabrication des rails Bt9$meir a pris en Angleterre un développement plus grand que partout adlledrs. L'activité du trafic sur ses innombraî^les voies ferrées, et la qualité souvent médiocre des rails anglais, y rendent' phis nécessaire encore qu'ailleurs l'emploi d une matière plus résistante, plus durable; et d'un

CHAP. XI. — > FARRlGATJOIf DES BAILS EN MÉTAL BESSEMER. ft07

autre côté, T Angleterre a rencontré dans les hématites du Gumberland, uiic matière première très-pure, qui lui permet de se sulllre à elle-même, de sorte qu'elle ne reste tributaire de l'étranger que pour la fonte additionnelle. Elle avait même cherché à s'afTranchir de ce léger tribut, mais elle l'accepte maintenant. Par sa puissance maritime et commerciale, elle s'est trouvée d'ailleurs, comme 'toujours, appelée à fournir le nouveau produit à des lignes étrangères, et surtout aux chemins des États-Unis, qui ont adopté rapidement le rail Bessemer. Dès 1865, la maison Bvown^ de Shvffieldy en a livré 8.000 tonnes aux chemins de la Pemylvanie^ d'Erié^ de Philadelphie à Ba'iimore et à YOhiOf de Chicago, de Philadelphie à Ueading et Lehigh YaUey, L& fabrication du Baumtr commence, du reste, à se développer aux États-Unis; mais comme leurs cbcmios de fer n'ont pas cessé de tircE d'Angleterre une grande partie de leurs rails en fer, il en sera de même sans doute, pendant bngtemps encore, pour un produit sur le<[ud les frais de transport pèsent moins, en raison de sa plus grande valeur.

Malgré les ressources qu'offrent les usines spéciales, une des compagnie de chemins de fer les plus importantes de la Grande-Bretagne, celle du £ofuloii-cttid-JVbrfA-IF«sl«rit, n'a pas hésité à créer dans ses grands ateliers de Crevce une usine où elle produit elle-même l'acier

Bessemer dont elle fait une grande consommation pour son matériel roulant et pour ses voies, mais surtout, cela va sans dire pour celles-ci.

La fonte, truitée, provient presque exclusivement des hématites rouge et brune du Gumberland. Elle est refondue au réverbère.

D'après M. Gruntr (*), les lingots, pesant 2.10 à 250 kilog. , sont réchauffés debout, dans un four à réverbère Siemens, ii sole tournante. Dans le début, ils étaient martelés, mais aujourd'hui ils passent immédiatement aux dégrossisseurs oscillants de M. Bdin^bntlom. U y a six ou sept passages aux dégrossisseurs, suivis d'un second réchauffage, et neuf ou dix passages aux finisseurs, disposés coomie le3 laminoirs pour rails en fer.

A Sheffieldf ches M. J. Brown^ on passe au cubilot, et de là au convertisseur, un mélange de fontes du Derbyshire, et, assure-t-on, de Suède« La proportion de spiegel est faible, 4 p. 100 au plus ; aussi la coulée est-elle faite presque immédiatement,, sans rendre le vent; le

(•) M4moli« clt4, p. MO.

468 Liv. 1". — VOIE.

lingot e^t martelé (il l'était du moins lors de ma visite, en sep* tembre 1865), réchanfié, et laminé pour rail ; les deux bouts sont sciés l'un après l'autre ; le rail, dressé et refroidit est mis de longueur par une raboteuse.

A Dawlais (pay? de Galles), le Ut de fusion {*) comprend | d'iiématite du Gumberland, et { de minerai houiller grillé, pur et nukng»néstfère. La fonte <]ui en provient est traitée *au convertisseur avec poids égal de fonte d'hématite. La charge du convertisseur se compose de AS5 de fonte ; on y ajoute 250 à 500 kilogrammes de bouts de rails d'acier. L'addition du spiegel, de Westphalie, contenant en moyenne 8 p. 100 de manganèse, est de 6 à 7 p. 100. On s'attache à obtenir de l'acier doux, qui se lamine plus facilenieiiL et convient aussi bien pour rails que l'acier plus dur. La teneur en carbone est seulement de 0,15 p. 100. Ces rails se rapprochent donc plus de Yhotnogenous melaU que de l'acier véritable.

Dans l'origine» le lingot était d'abord martelé ; on a jugé depuis, comme à GrlHz et à Crewe qu'on pouvait obtenir, sans martelage, une qualité sinon tout à fait égale, du moins suÛlsante. Le lingot passe à trois paires de cylindres : le blooming, à quatre larges cannelures tangentes; 2" i'ébaucheur, à sept, cannelures également tangentes ; 3° le Hnisseur, à <ûnq caimelores. La barre passe deux fois dans la dernière.

Quoique les lingotières^ cylindriques soient plus commodes pour la coulée, on préfère la forme prismatique, qui facilite le laminage.

8M.' Service comparé âee raitt en fer et des raiU Betsémer. — Les observations faites en Angleterre, sur la manière dont se comportent les rails Beeeemer sont si connues, qu'il est presque superflu de les reprodmre; nous nous bornerons à rappeler l'exemple si souvent cité, de la station de Camden Tmn {LondonrandrNorth- Wes(em), point sur lequel est concentré un mouvement énorme, surtout sur certaines voies. 52 rails pi o\eiuuj[ de ImgoLs fondus à l'usine de M. Besseiner, kSheflielii, et lauunea à Crewe, y ont été posés en mare 1862. A un rail d'acier placé sur une file correspondait, sur l'autre file de la même voie, un rail en fer, de sorte que les conditions étaient parfaitement identiques de part et d'autre. Deux de ces rails avaient été placés près du pont de Chalk Farm, le point le plus fatigué de tout

O M. Gruner, mémoire cf té, ^. 34S.

CHAP. AI. — R^iLS RESSEMER. OBSERVATIONS SUR LEUR SERVICE. A69

le groupe des voies de Camden, En août 1865, l'un de ces rails a été enlevé pour être montré à Londres comme un témoin irrécusable de la valeur du Besêmer comporé au fer, et soumis à divers essais* Son conjugué en fer airait dû, en effet, être remplacé huit fois «près retournement et désorganisation complète des deux faces, tandis que le rail d'acier, non-retoumé, n'avait subi qu'une légère usure. Une table en acier était donc capable de faire encore un long service, après avoir subi les actions qui avaient détruit seize tables en fer.

Le second rail, maintenu en place, était encore en bon état, et non retourné, tandis que son opposé en fer avait été remplacé onze fois. (Ce nombre assignerait au fer une durée de cinq mois et demi; mais sa dorée moyenne sur ce point est de quatre mois seul^nent. )

La vingt-troisième table en fer était presque usée lorsque ce second rail lut brisé par suite d'une violente collision entre deux machines; celle qu'il portait l'avait rompu en trois fragments, par un choc appliqué de la maniéie la plus défavorable, c'est-à-dire horizontalement. L'aspect même du rail brisé témoignait de sa grande résistance vive : le tronçon qui avait reçu le choc ne s'était séparé des deux autres qu'en prenant une flèche énorme (Pl. XXII, fig, 23).

Sda. Influence du froid, — D'après un renseignement commu* niqué par M. Limtey à la Société des ingénieurs civils de Londres^ des rails trop durs, expédiés d'Angleterre aux États-Unis, auraient éprouvé, pendant un hiver rigoureux, des ruptures nombreuses ; de là une certaine défiance à l'égard du procédé Bessemer, et l'attaation serait ramenée sur le nul à téte d'ader. Cette défiance ne serait pas fondée; chaque jour le procédé donne plus régulièrement ce qu'on loi demande, et-ce n'est pas à lui qu'il faut s'en prendre si ce qu'on lui demande n'est pas cé qui convient; ce qu'il y a de silr, <f ailleurs, c'est que. Si aux États-Unis, quelques ingénieurs refusent leur confiance au rail Besumer^ ils ne forment qu'une bien ftdble minorité. La réfection en rails d'acier des voies du chemin de YHudton a été, dit-on, résolue, et M. Brydges, directeur du Grand-Tronc canadien, insiste vivement pour l'application du rail Bessemer sur cette ligne. Loin de l'effrayer, la rigueur du climat est pour lui un motif de plus. Il y a plusieurs années, du reste, que M. liamsboitom s'est préoccupé de l'influence du fi:oid sur les rails Bessemer. Par un des jour? les plus froids de l'hiver 1861-62, il en a essayé piusiems au mouton, sans réussir à les briser. *

Un rapport adressé le 8 mars 1868, par M. H, Bidâle, au président du chemin ^Êrii^ qui est au premier rang aux États-Unis pour Tactivité du trafic, contimit des renseignements d'tm haut intérêt sur l'Insuffisance du fer, dans les conditions où il est placé sur cette ligne, et sur la supériorité, la nécessité même de l'acier, précisément sous ces rudes climats. Pendant le i i[;oureux hiver de 1867-68, qui a suspendu complètement Tentretien, la destruction des rails en fer supportés par un ballast gelé, dur comme le roc, a présenté ime gravité sans exemple jusque- là. Les ruptures, les écrasements, les exfoliations de rails, et, comme conséquence inévitable, les ruptures de roues, d'essieux et les déraillements (*), sont devenus tellement fréquents, qu'il a Hillu sur beaucoup de points réduire la vitesse des trains de voyageurs à 2k ou même à 20 kilomètres par heure. Pendant le mois de janvier on a remplacé 1.000 rails brisés et un beaucoup plus grand nombre encore de rails mis hors de service par l'écrasement ou l'altération des champignons; et le mois de février a été phis désastreux encore.

« Par l'expérience de cet hiver, j'ai acquis, » dit M. Riddle^ o la convie- « tion que le fer, dans les condilions de poids et de qualité où nous en M- « BOUS Uitage, est hors d^état de supporter le trafic de notre ligne; à une t telle situation, où faut-il chercher le remède? Évidemment dans remptot

« le plus large possible de raeier," àans l'adoption d'un rail en fer plus « lourd et de meilleure qualité, — enfin dans \i\ réduction du poids dos « machines et des wai^ons, ])o\>H qui s'est accru dans ces dernières anaétiS « hors de toute proportion avec la constitution de la voie. »

Les rails Bessmer^ de SkegMd {Bnnon) , placés sur 16 kilomètres, se sont très-bieii comportés; un seul s'est brisé pendant Thlver, et l'altération de leur profil est à peùrie sensible.

H. RiddU eondut, en défimtîve, que 25.000 tonnes de rails sont indispensables pour la réfection des voies en i868, et il insiste de nouveau pour que l'acier entre dans ce chiffre <( pour la plus lai ge «proportion possible. » Témoignage d aulaut plus significatif en favetn- (Ju Besxemer, que ce produit est fî'appé, aux États-Unis, d'uû cboit d'entrée très-^levé, presque égal à son pi'ix en Anglcten'e.

L'introduction des rails Resscîver ô^m les États du nord (surtout au Canada) n'est doue pas setilemeut une question d'économie; c'est

(*) La déraillement désastreux qui a eu liou le 15 avril 18C8 sur le chcin'n û'Érié ef qui a eoAié la vie à un grand aonibro ût voyageurs, a eu pour cause preniièi e la rupture d'uo rail en fer.

CHAP. XI. — RAILS DESS£U£a. CONDITIONS D£ FABRICATION. ^71

aussi une question de sécurité, dont les Américains ne font pas tout à fait aussi bon marché qu'on le répète tous les jours. Seulement, ils ne flfen préoccupent d'une manière sérieuse que quand ils ont pourvu au plus pressé. 11 faut d'abord marcher, à tout prix; la sécmité vient ensuite.

Les rails en acier ont été souvent Tobjet d'un reproche qui serait grave, s'il était fondé : la diminution de l'adhérence, par suite du poli des surfaces. L'expérience ne parait pas justifier cette crainte. M. Riggenbaehf ingénieur du matérid du Central suisse, dont le service comprend la traction sur la rampe du Uawtt$iein (Jura), * m'a déclaré que la tendance au patinage n'avait été aggravée en au- ' cane façon par l'introduction des rails en acier sur cette rampe de 0,022. Le fait constaté par cet habile ingénieur a d'autant plus d'importance qu'il s'agit ici de l'adhérence d'acier sur acier, les machines 6tant garnies de bandages de Krupp.

Plusieurs ingénieurs anglais affirment que la résistance à la traction est notablement moindre sur une voie en acier, que sur une voie en fer. Cette opinion ne repose jusqu'ici sur aucune expérience précise, mats -elle est probable; les rails en acier ne prenant une flèche permanente que sous des charges beaucoup plus considérai-ables (363), et leur profil au roulement se maintenant presque intact, l'eUort de traction doit par cela même être réduit dans une certaine mesure.

Ml, CondUionê de fabrication et dê rieefiion* — Si les conditions imposées parles cahiers des charges pour bi fabrication des rails en fer, obtenus par des opérations anciennes, bien connues, prêtent souvent à la critique, il est tout simple que pour le rail Bmemét^ ces conditions se ressentent de la nouveauté d'un procédé qui est une véritable révolution métallurgique. Quoiqu'on retrouve bien caractérisées, dans cette opération, les phases et les l'éactionsdu puddlage, mais d'un puddlage d'une extrême énergie chimique et mécanique, on n*est pas bien fixé encore sur le rôle exact, sur 1 action, favorable ou nuisible, de plusieurs des éléments mis en présence; et on ne l'est pas davantage' sur la définition des qualités que doit posséder le métal fondu qui doit être converti en rails. Aussi, ces premiers cahiers des charges ne peuvent-ils être que des ébauches, que l'expérience modifieiu ; et certaines conditions un peu hasardées qui y sont insci iies

472 uv. i". — VOIE,

entralneraieiit parfois des difficultés, dans l'applicatioD, si e31es n'étaient tempérées par une sage tolérance.

Cahier det ehcarget du riteau de Paris à ta Utiàiierranée. (Eitraît)

Art. 4. Les rails seront exclusivement fabriqués par le procédé Bessemer.

Les opéralions seront conduites de manière k donner des acîen de pre* miëre qualité, à grain fin, compacte, homogène, et semblables aux édianlillonsqui seront remis à la compagnie par les fournisseurs, et agiééspir ringénteur de la compagnie du chemin de fer.

Suivant les indications des commandes d'exécution, qui serontàTcnir aux fournisseurs, et au fur et a mesure des besoins, la fabrication sera dirigée de manière a obtenir des aciers .d un degré de densité différeat, suivant l'emploi des rails.

L*acier fondu sera coulé en lingots de 0"^88 d^épaisseur sur <r,SO dela^ geur, dans des lingotières en deui pièces, afin d*éviter toute conicité du solide*

Après leur fusion, les lingots seront examinés avec soin; ceux qui pré^

senteraient des sonfTIures, des criques, desimpuretés ou autres dèfiiofs que le laniinngc ne pourrait faire disparaître, seront rejetés.

Le travail du laniin.Mge sera conduit de manière a obtenir la forme parfaite du ruil, des surlaces lisses et unies, et surtout à éviter le gauciiissèment qui se produit fréquemment h la sortie des laminoirs.

Les barres ou lingots qui présenteraient, soit extérieurement, soit Inlè» rieurement, des reprises ou solutions de continuité, seront rejetées»

Le barres devront être parfaitement droites dans toute leur longneinr* sans gauche dans aucun sens, de manière à ce qu'elles puissent ètippm- ; ployéessans drpssage préalable. Elles seront dressées autantque possiblcà chaud, a la sortie des cylindres, sur une plaque en fonte, puis platées pour le refruidibsemenl sur un châssis horizontal solidement élabli. Le dressage à froid, s'il y a lieu, sera fait graduellement par pression, etimi par des chocs.

Les barres seront afihinchies aux deux extrémités, à une distance snisanté des bouts ëcrus pour que ces extrémités soient parfaitement saines. . Les rails seront coupés proprement, soit a froid, au tour, au rabot, à la fraise ou à la machine amortaiser; soit à chaud, en sortant des laminoirs. j

Le coupage à la scie ou a la tranche, par le récha.utTage des bouts, est I formellement interdit Lorsque les rails seront coupés a la scie à la sortie des cylindres, les sections seront ensuite dressées à l'outil.

L'opération du coupage et du^dressuge des sections sera conduite de dsnière a ce qu'il i^*en résulte, par arrachelbent ou autrement, aucaoealtin^ tion des sections extrêmes.

Les plans des deux sections extrêmes devront être exactement perpesilî' culaircs à l'axe de la barre.

CIIAP. XI. — RAJLS DPSSEMEB. — GOMDITIOMS DE FABRICATION. 473

Les bouts coupés devront être nettoyés de tonte bavure, à routtloû aii burin et à la lime, maie il» ne eeiODt, eoue aueun prétexte, parée au marteau.

Le percafre de l'âme et dn patin sera fait au foret. La compagnie se reserve d auluriser le perçage au poinçon suivant les circonstances.

Epreuves (art. 5). . • ■ ■

Les rails seront classés avec soin, par coulée de l'appareil Bessempt. Dn lingot d'essai sera coulé à chaque opération, et ensuite laminé en une barre à section carrée de <P«04 de côté. La section du lingot d'essai avant le laminage, sera à la section de la barre, dans le même rapport, que la sec* lion des lingots pour rails à la section des rails, soit environ 0%10xO",tO. Les agents de la compagnie feront, sur cette barre d'essai, les épreuves qu'ils jnc^oront convenables, pour constater la qualité de l'acier, et pour s'assurer qu'il remplit bien les conditions exigées.

La compagnie se rési r M-, en nntre, de faire «^ouler, pour quelques opérac tions, un lingot pour rail pouvant donner au laminage une longeur de rail de S",SO an minimum, et de faire sur ce rail les épreuves suivantes :

1* La barre placée de cbamp sur deux appuis espacés de 1 mètre devra supporter pendant cinqminutes au milieu de Tintervalle des appuis et delà barre, un cbarge de 20.000 kilogrammes sans conserver après Tèpreuve nnc flèche permanente de plus de 0"'",25.

2' La même barre, placée dans les mêmes conditions, supportera, sans se rompre, une charge de 40.000 kilogrammes appliquée au milieu. On augmentera ensuite la charge jusqu'à la rupture.

3* Gfaacune des deux moitiés de la barre, placée sur deux appuis espacés de 1^10, devri supporter sans se rompre le cbocd'un mouton de 300 kilogrammes tombant de deux mètres au milieu de Tîntervalle des appuis.

(Les conditions de rétablissement des supports sont les mêmes que pour les rails en fer (23).)

k* Essai àla {rompe pour les rails durs, — On fera casser, soit un morceau de rail a une longueur de 0",20 environ, soit un morceau de la barre dressai; ce morceau sera chauffé au ruuge cerise et trempé dans un courant d*eau vive. U devra prendre une trempe ferme; les surfaces devront être blanchies, parfoitement décapées, et inattaquables à la lime. Si Tacier est de qualité convenable, il devra, pendant son immersion, produire un fort bourdonnement et des dctonations« et le morceau devra se fendre en plusieurs endroits; on le fera casser ensuite au milieut pour apprécier

le degré de la Irenipe.

Avec un morceau provenant du même rail, ou de la barre d'essai, cil fera étirer une barre mi-plate, de 0'",03 de largeur sur O^jO^ d'épaisseur que Ton soumettra aux mèmes^épreuyes 4c trempe que le morceau dont il a été parlé ei^essus.

Les résultats devront être identiques, sauf qu*après la trempe, le grain de la cassure présentera un tissu beaucoup plus fin que celui du même ècbantiUon.non trempé. . . : . ;

uv. i ^ — VOIE.

5' Essais de Vacier sous forme d'outils, — Avec un morceau du même rail ou de la barre d'essai, on fabriquera, soit des burins à main, soit des outils de tour, de machine k mortaiser ou à raboter. Ces outils, trempés dans les conditions ordinaires devront, sans s'émousser, s'ébrécher ou se refouler, attaquer le croftte des pièces coulées eu fonte bUnclie.

Lorsque le rail aura satisfait k toutes ces épreuves, on fera sur les bureaux correspondants des essais au choc et à la flexion, et les rèsullafi constatés devront être obtenus avec les barreaux des autres coulées pour lesquelles il n'aura pas été fait d os'^ai direct sur un rail, sauf une tolé' rance basée sur le degré de résistance du I luI essayé.

Si la résistance, soit sur le rail, soit sur les barreaux d'essai, n'est pas obtenue, la coulée sera rejetée. Dans ce dernier cas, toutefois, l'usino pourra réclamer Texpérience directe sur un rail, et s*il remplit les conditions de résistance, la réception aura lieu de droit*

Art. 6.

Ittsqu'h leur présentation aux agents chargés de la réception provisoîit, les rails devront être conservés en lieu sec et préservés de l'oxydation.

Les rails rebutés devront être cassés, ou marqués d'un signe indélébile.

La réception définitive aura lieu trois ans après la mise en service des rail». Cinq pour cent au moins des rails composant la founiUurc, prisa divers moments de la fabrication au choix de la compagnie, seront placés par elle en des points qu'elle choisira sur les voies principales les plus fatiguées de son réseau. Ce choix des emplacements des sections d'essai ne sera soumis k aucune condition restrictive , soit quant au nombre des trains, soit quant kla déclivité de \:\ ligne. A l'expirrîtinn des trois années de service de ces rails, on établira contradictoirenient la proporlioo des rails avariés, et cette proportion sera appliquée à toute la fourniture, et déterminera la quantité de tonnes a rebuter.

Pour chaque tonne de rails ainsi rebutés, et sains tenir compte desiecoupes utiles qu'on pourrait retirer, le fournisseur payera à la compagaii une indemnité de 315 francs, si la compagnie livre les vieux rails attJ^fta^ nisseurs, et une indemnité de 195 francs» si elle préfère les conserrcr ea tout ou en partie.

Art. 7. — Les rails neufs seront livrés sur wagon, à la gare la plus voisine des usines.

Art. 9. Leur prix sera de 316 francs ia tonuei ce priX cuxiiprend lapriflis à payer h M. Betsenur (*).

ÇahAer des chargn'àMdmmin deftr éFOrliani*'^Sail à doublé ehanifigaon {même profil que le raU en far.) (Extrait.)

Art. 7,

Les agents préposés ii la réception, choisiront dans chaque série (pme* nanf de la fabrication d*un ou plusieurs jours) un certain nombre de

O Gatte pilBie, qui est de 60 fr. par tonne, est réduite à 35 fr. pour lis laila

GHAP. XI. BAILS BESSEMER, — DEGBÉS ]>E GAfiBUBATlON. 475

barres (une pour cinquante an pins), ]K>ar les soumeCtre aux épreuve.?

* suivantes :

V Chacun do ces rails p]fîr<^ de champ sur deux points d'appui espacés del",10, doitsupporter pendant rinq minutes, au milieu de l intervaile des appuis, une pression de 16.000 kîlog. sans conserver de flèche sensible après l'épreuve.

S* La même barre, dans la même position, doitsupporter pendant cinq minutes sans se rompre, une charge de 35.000 kîlog. On peut augmenter ensuite la pression jusque la rupture.

3* Chacune des deux moitiés de barre placée de champ sur deux supports

«spacés de 1",10, doit supporter sans se rompre le choc d'un mouton de 300 kilogrammes tombant de 2"',i0 sur la barre et au milipn de l'intervalle des appuis, avec l'appareil ordinaire de la compagnie d'Or/éaJU, etdel",BO avec i appareil de la compagnie de la Méditerranée.

4* Epreuœs à la trempe,— Ceitn épreuve se fera sur des carrés de 80 millimètres de cOté, forgés avec une portion de rails. Ces carrés chauffes au degré convenable devront éclater à la trempe. Les carrés de SO millimètres sur 30 millimètres devront également subir la trempe et présenter après cette • opération une cassure nette et une texture à grain sensiblement plus fin.

Si l'une des barres essayées ne résiste pas aux épreuves, on les continuera sur un plus grand nombre de barres, et, si plus de 1/10 des barres essayée» ne résiste pas, la série entière donlces rails proviennent est rebutée.

Sft9. Teneur en carbone. — Son influence sur la réiistanee à la rup^ Itife. — n y a, dans la fabrication des rails ^memer, un élément essentiel à d^srminer : cTest le degré de dureté ou de carburation, qu'il convient de donùer au métal. Des observations assez prolongées pourront seules fixer ce degré, et permettre aux compagnies d*ètre plus explicites sur ce point dans leurs cahiers des charges. Jusqu'id, Ton tâtonne, et le chemin de fer s*en rapporte nii peu à Tusine, qui* elle, cherche surtout la facilité et l'économie de la fabrication.

Les qualités tendres craignent peu la chaleur. Leur réchaufl^ peut se faire presque comme celui àw fer, obtenu par le puddlagc. Klles 9sOïït^ il est vrai, moins fluides, et deviennent plus ûicilement pâteuses à la coulée. D'un autre côté, moins la fonte est pure et plus les usines ont de tendance à livrer un produit peu carburé ; à dose égale de carbone, le métal est, en eftet, d'autant moins soudable et (fait plus grave lorsqu'il s'agit de rails) d'autant ])lus aigre que la proportion des autres matières étrangères est plus considérable. Il faut, en somme, ramener la décarbnration finale à un point tel que le champignon soit assez dur, et que le rail cependant ne soit pas trop cassant.

470 uv. 1". — VOIE,

L'aciej dur a une grande résistance Statique, mais un laibleallougement de rupture.

La fonte contient de 2,5 à 7 p. 100 de carbone; l'acier, de 0,375 à 2; le fer de 0,12ô à 0,5. L'acier et le fer chevaucheraient donc, de sorte que la proportion de carbone ne serait pas absolument liée au double caractère différentiel de l'acier, c'est-à-dire la faculté de prendre la trempe et de se forger. A 1,5 de carbone l'acier est déjà très-dur* La proportion de 0, A6 ou de 0,6 àu plus, 'qui correspond à peu près au passage de l'acier au fer, parait être la meilleure pour les rails ; elle concilie convenablement la dureté, et la résistance vive. Cette teneur de 0,ô a été adoptée par M* George BethUy pour une commande considérable (22.000 tonnes) destiné au Great-Indian-Peninsnla B.

Les séries des produits obtenus dans diverses usines, représentées par des numéros, plus ou moins nombreux, ne sont pas exactement comparables, de sorte qu'on ne peut rien conclure de préds de leur simple rapprochement. Il est certidn néanmoins, que le degré de dureté adopté pour les rails diffère notablement d'une usine à l'autre. Ainsi, à GrâlZy les aciers sont classés en six numéros ; le n° 1, le plus dur, correspond à une teneur en carbone de 1,5 p. 1 00, et le n» 6 est presque du fer doux. La conunission du Sud autrichien (342) estime que le n" 5 4, correspondant à un acier extrêmement doux, est le plus convenî\Jjl(' j)our les rails. A Terre-^Noire, au contraire, l'acier pourraib a] >pai tiendrait à la seconde des quatre classes, encore imparfaitement délinies d'ailleurs, qu'on y produit jusqu'à présent; aussi, la coulée se fait-elle presque immédiatement (du moins, dans les opérations auxquelles j'ai assisté), après l'addition du spiegel. Le amvertisseur n'est pas relevé. Gomme exemple de teneur extrêmement faible en carbone, on peut citer un lingot pour rail, de DanolaU qui, (faprès M. Parryy ingénieur de l'usine d'EbttuhvàUt en contenait seulement 0,15 p. 100(*).

Les raib classiques de Camden-Town (353) n*ont pas été analysés. Dans Fopînion de quelques ingénieurs, ils sont plus carburés qoe la plupart de ceux que l'on fabrique aujourd'hui. S'il en est ainsi, ceux-ci ne donneront peut-être pas des résultats aussi satisfaisants. 11 est à craindre que leur usure soit moins lente; et quant à la résistance vive transversale, les rails de ChaUt Farm doivent satisfaire plus exigeants.

(*) M. GrMMT, iiién«iie«lté»p.247.

GHAP. XI. — RAILS DES8EHEB. — IIEGRËS DE CARBURATION. A77

L'acier pour pièces de moulage, telles queles croisements (277) , doit aussi être doux, moins cependant que le métal pour rails. La proportion de carbone peut s*éleverà0,75 p. 100. Au delà, l'acier posséderait

à un plus haut degré encore, la dureté, particulièrement utile pour les appareils delà voie, mais ce serait aux dépens de leur résistance aux chocs. Eu deçà, sa température de fusion serait plus élevée, et les difficultés déjà sérieuses, contre lesquelles il faut lutter pour obtenir des pièces saines, seraient aggravées.

9&9. On sait, dès à présent, obtenir à peu peu près couramment avec la même -fonte, un produit constant. Malgré la marche si précipitée de l'opération, ses caractères sont assez tranchés pour qu'un œil exercé n'ait pas besoin d'autres guides que l'aspect seul de la flamme. Il suflit pour suivi-e nettement les diverses pbases de l'opération, pour régler la pression du vent, pour saisir le moment où doit être ajouté le spiegel en pn^ortlon fixée d'avance, enfin pour ^terminer la durée, toujours trèsrcotirte, de la réaction entre le spiegel et le métal surafiiné»

L'analyse spectrale, introduite dans les ateliers, n*y subsiste plus guère, en général, que comme ûmple objet de curiosité.

Toutefois, grâce aux recherches de M. Lhlleggt le spectroscope est devenu récemment, à Gràtz^ un trèsHitQe auxiliaire; il permet de saisir l'instant précis ou la décarburation est complète, et de fixer dnsi la proportion exacte de spiegel nécessaire pour obtenir un numéro détenmné. L'apparition de la raie si 'vbible- et si persistante du sodium dans le jaune du spectre indique le commencement de la décarburation. i^La liaison de ces deux laits tient seulement, du reste, à ce que le spectre n'acquiert son développement complet que par ia combustion du carbone.)

Aussitôt que cette raie, qui persiste jusqu'à la fin de l'opération, ai)paraît, les raies caractéristiques de l'oxyde de carbone se montrent aussi, principalement dans la bande verte, qui est le point classique d'obser\'ation. Les raies y sont plus brillantes, plus nettes, y apparaissent plus tôt et disparaissent plus tard que dans le jaune et le violet, ainsi que dans le rouge et le bleu où elles se manilestent aussi. Après le bouillonnement, leur intensité est à son maximum. Quatre ou cinq minutes avant la fin de l'opération, potir une charge de 8 tonnes environ, elles commencent à s'eflacer. C'est lorsque la dernière a disparu qu'on ajoute le spiegel ; quelquefois cependant cette

addition est faite lorsqu'il reste encore une ou même deux raies dans la bande verte. L'essentiel, au surplus, ést que la proponion de spi^ soit appropriée au choix du moment.

Ce caractère est beaucoup plus net et plus précis que les vanatiom d'aspect de la flamme.

Il ne s'agit ici que des fontes au bois de Styrie, traitées à Gràtx; avec d'autres fontes, la règle variera peut-être dans ses détails; maïs il est trè&'pi'obable que le procédé est susceptible d'une applîcatioD générale.

On peut aussi (*) se guider au moyen de prises d'essid de la scorie, ce qui ejrige évidemment que la cornue soit couchée et le vent arrêté.

La prise refroidie a une teinte d'autant plus foncée que l'opération est plus avancée , et c'est lorsque la scorie est presque noire à la surface et d'un vert clair dans la cassure qu'il convient d'ajouter la fonte décarburante.

SM. Voici, d'après la société de Terre-Noire et Bességes, les ré- «stances à la traction, et les allongements de rupture de ses aciers :

KÉStSTAHCB.

à riasUnt

Kilogrammes

de

par

la rupture.

millimètre

qii arré.

Pour 10 a.

klïOf.

ao

sa

ac,ô

La supériorité de la résistance du métal pour essieux, malgré sa ductilité aussi grande que celle de l'acier pour rail, s'explique par un dosage ditlérent des minerais. Dans les aciers provenant de fontes identiques, et diflerant seulement par le degré d'aflinage, les allongements sont sensiblement en raison inv(u-se des résistances.

La moyenne de neuf expériences de rupture par iraction, faites sur les rails du Great-Indian (359), fabriqué chez M. JBrown, a donné

{*) M. Grùner, mémoire cité^page 265.

CHAP, XL— BEL&TION ENTRBLATEREUBEN CABIONE ETU-HÊSISTANGE. &79

70"',52 par millimètre quairé, chifire très-satisfaisant, pourvu qu'il lie coïncide pas avec une certaine aigreur du métal, ce qui, du reste,

. n'est pas probable.

M. E. Vickers a fait, en 4861, plusleiîrs expériencfs pour constater l'intliieiK e de la teneur en carbone sur la résistance. Les aciers sur lesquels il a opéré provenaient, non du convertisseur, mais du creuset. Il n'est pas moins utile de reproduire quelques-uns des résultats qu'il a obtenus, cette difféi'ence d'origine ne pouvant modifier l'élément qui nous occupe, c'est-àrdire Tinfluence de la proportion de carbone.

On opérait sur des barres calibrées, sur une longueur de 0",355, au diamètre de 1 p. angl. = 2**"SôA ; les charges étaient i4[»pliquées

*au moyen d'un levier dont les bras étaient : : 1 : 20.

tire de eubooe.

BOOi

spécifiqut.