l'on peut, et que

l'on ne

n'a éprouvé que de légères modifications, que doit attribuer qu'à des analyses plus exactes de la fonte, du fer et de l'acier.

1181. On pourrait objecter, à l'opinion de Réaumur, sur l'augmentation de cohésion, des surfaces de contact des particules, son expérience dans laquelle l'acier trempé se brise dans l'eau, ou se divise par un léger choc en grains très-durs, qui forment, en quelque sorte, un gros sable d'acier. Mais dans cette expérience, qui a beaucoup de rapport avec celle des larmes bataviques, la désunion des grains, qui n'adhèrent que par de très-petites surfaces, est occasionnée par l'entrée subite et tumultueuse de l'eau ou de l'air, dans les espaces vides que les particules d'acier laissent entre elles; et, comme ces espaces sont d'autant plus grandes que les grains sont plus gros, le fluide, qui y pénètre avec vîtesse, ébranle et désunit les particules.

1182. Essayons d'expliquer le phénomène de la trempe, d'après les connaissances que nous avons aujourd'hui de la composition de l'acier, et des phénomènes qui ont lieu pendant cette opération.

et

Nous avons déja vu (no 532) qu'en laissant refroidir lentement de la fonte de fer carbonée, le graphite se sépare peu-à-peu de sa combinaison, que la masse refroidie est formée alors d'un mélange de particules de fer recouvertes de carbone disséminé sur leur surface; mais qu'en refroidissant subitement la fonte carbonée, chaque particule se solidifie avant qu'elle n'ait abandonné le carbone qu'elle avait dissous. Ce qui se passe dans la trempe de l'acier, est tout-à-fait semblable à l'opération qui a lieu dans la fonte carbonée.

1183. La densité de l'acier, chauffé et refroidi lentement, est, en général, plus grande que celle du fer; ce qui semble prouver que ses particules sont plus rapprochées, et qu'elles doivent avoir, en conséle carquence, une plus grande adhésion. Ainsi l'on peut croire bone, combiné avec le fer, contribue à augmenter l'affinité de ses particules; et cette augmentation paraît, en quelque sorte, prouvée par les expériences de Mussembroeck sur la ténacité du fer et de l'acier : car

que

la moyenne de toutes ces expériences (1) établit le rapport de ténacité du fer à l'acier mou, et non trempé :: 715: 1170 (2).

Il paraîtrait encore résulter des expériences de Mussembroeck, que la trempe augmente la ténacité de l'acier jusqu'à un certain point, que cette ténacité croît d'abord, qu'elle arrive promptement à son maximum, et qu'elle diminue ensuite, en même temps que la grosseur de ses grains augmente; la ténacité moyenne (3) de l'acier mou, étant de 1170; celle de l'acier trempé, comme on trempe les couteaux, était de 1350; celle de l'acier trempé, comme on trempe les rasoirs, était de 1500; et celle de l'acier fortement trempé, était de 1120. Ce résultat ne détruit en rien celui de Réaumur : que c'est toujours où l'acier a été le plus fortement trempé qu'existe la plus faible résistance; il paraîtrait même y concourir, puisque l'acier fortement trempé est le moins tenace et qu'il l'est moins que l'acier non trempé; mais ces expériences ayant été faites sur des aciers différents, laissent nécessairement des incertitudes.

1184. En chauffant l'acier, on augmente l'affinité du fer pour le carbone, il s'en empare et le dissout. Si, dans cet état, on le laisse refroidir lentement, le carbone en plus se sépare, il remplit tout le vide que laissent entre elles les particules de fer. Le volume est le plus petit possible, et la force des adhésions, qui constitue la ténacité, est augmentée. Parce que, 1o chaque particule retient du carbone, et que les molécules de ce nouveau composé ont acquis une plus grande affinité que celle du fer pur; 2o le carbone abondonné remplit les petits interstices restés entre les particules, et augmente la force de leur adhésion particulière. En refroidissant rapidement l'acier, on produit également deux effets: 1o on surprend le fer, et on le solidifie avant que le carbone qu'il a dissous ait pu se dégager; on obtient donc un nouveau composé

(1) Cours de Physique de Mussembroeck, 2° volume, §. 1143, page 112.

(2) Nous avons vu également (no 72) que les fontes grises et très-carburées étaient plus résistantes que les blanches qui le sont moins.

(3) Cours de Physique de Mussembroeck, 2o volume, §. 1144, page 113. 1

solide dans lequel l'adhésion des molécules est augmentée; ce qui est prouvé par la plus grande dureté des grains: 2o la surface étant solidifiée, lorsque la masse est augmentée de volume, les molécules intérieures se réunissent tumultueusement en particules plus ou moins grosses, qui ne peuvent plus remplir l'espace, et qui laissent des interstices, des vides, d'autant plus considérables, que l'acier était plus chaud, le liquide plus froid; et que le refroidissement a été plus grand et plus prompt; alors, quoique l'adhésion des particules de ce nouveau composé soit augmentée, l'étendue des surfaces d'adhésion étant plus petite, il en résulte, comme l'a déduit Réaumur, une plus grande fragilité.

Il est inutile d'observer ici que l'augmentation de l'affinité des particules, et la variation dans la ténacité, tiennent à la proportion du carbone combiné. Le fer, qui ne contient que le carbone qui reste combiné dans ses particules, par un refroidissement lent, a une forte adhésion et une grande ténacité; mais la dureté de ses particules n'augmentant que très-peu par la trempe, il acquiert peu de dureté. Gelui qui contient plus de carbone augmente de dureté jusqu'au moment où tout son carbone reste combiné; si on le chauffe à une température plus grande, cette température diminue sa ténacité en même temps qu'elle peut augmenter sa dureté. Si la proportion de carbone pénétré est trop grande, la ténacité de l'acier, refroidi lentement, en est diminuée, parce que le carbone abandonné tapisse chaque particule, et remplace leur adhésion directe par celle qu'il a pour le fer, qui est, en général, moins grande que celle des molécules de ce métal; aussi c'est toujours dans la couche de carbone que se fait la rupture, et c'est pourquoi les cassures deviennent noires. De là résulte la variation observée dans la ténacité et la dureté du fer et de l'acier refroidis lentement. La dureté de plusieurs aciers trempés, à divers degrés, dépend, toute chose égale d'ailleurs, de la quantité de carbone qui a pénétré dans le fer, et qui s'est combiné avec lui.

Nous ne répéterons pas ici ce que nous avons déja dit sur une seconde cause de variation, celle qui provient de l'écrouissement. On connaît assez que le rapprochement des particules qu'il produit doit

avoir également lieu sur l'acier, et qu'il doit augmenter et diminuer sa ténacité, selon qu'il aura été plus ou moins grand.

1185. On trempe l'acier à divers degrés de dureté relativement au besoin que l'on peut en avoir; il suffit, pour augmenter sa dureté, de le faire refroidir plus rapidement, et de le refroidir d'un plus grand nombre de degrés. On parvient à ce résultat de deux manières différentes 1o en le chauffant à des températures plus ou moins élevées, et en le trempant dans un liquide plus ou moins froid}; 2o en le chauffant à une température constante, et en le plongeant dans des milieux qui aient des rapports de conductricité différente pour la chaleur.

On peut distinguer la température que l'on donne à l'acier de deux manières différentes: d'abord par la couleur qu'on lui fait prendre au feu, ensuite par les liquides dans lesquels on le chauffe.

Les forgerons remarquent ordinairement, à la vue, six sortes de nuances de chaleur: 1o le rouge-brun; 2o le rouge-cerise; 3o le rouge-vif; 4o le rouge-rose; 5o le rouge-blanc; 6o la chaude suante. Nous ne savons pas si l'on a encore déterminé la température de ces couleurs, qui peuvent éprouver des variations en raison de la nature de l'acier; ce que nous savons, c'est que la chaleur du fer, visible au jour, et qui correspond au rouge-brun, forme le o du pyromètre de Wedgwood, ou le 478° de celui de Réaumur; que la température de rouge-cerise est de 36 à 45° du pyromètre de Wedwood environ, et celle du rouge-blanc de 72 à 80° du même pyromètre; enfin, que la chaleur de la chaude stante, celle où l'on soude le fer, est entre 90 à 95° du pyromètre de Wedwood, correspondant à 5678 et 5967° de Réaumur environ; ainsi la température à laquelle on chauffe l'acier pour le tremper, varie entre o et 95° du pyromètre de Wedgwood (1), et entre 500 et 6000° du thermomètre de Réaumur.

(1) Quoique nous soyons convaincus que le pyromètre de Wedgwood n'est pas un bon instrument, nous indiquons cependant ici sa graduation, parce que c'est encore le seul pyromètre passable avec lequel on ait mesuré ces températures.

1186. Newton s'est assuré, et depuis un grand nombre de physiciens ont vérifié ses assertions: 1o que tous les solides se liquéfient à une température constante; 2° que tous les liquides, soumis à une méme pression, se gazéifient à une température constante; il était donc facile, d'après ces données, d'obtenir une température propre à chauffer l'acier avant de le tremper. Tout consistait à faire fondre un solide, ou à faire liquéfier un liquide à une pression constante de l'atmosphère, à retirer l'acier du solide aussitôt que celui-ci aurait été entièrement fondu; quant au liquide qui se gazéifie, on pourrait y laisser l'acier, parce que, dès le moment où la gazeification commence, la température reste constante jusqu'à ce que le liquide soit entièrement gazéifié.

Il suit de plusieurs expériences, faites avec soin sur la liquéfaction des solides, que

(1) Biot a trouvé que la température du plomb fondant était entre 206 et 210 degrés du thermomètre de Réaumur. Voyez Bibliothèque Britannique, tome 17, page 328.

(2) D'après Thomson, Systême de Chimie, t. 1, page 496, la température à laquelle les différents métaux se fondent, est;