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opérer de un plus ou moins grand nombre de fois pour chacune des parties de la masse à travailler. Or il est à priori bien plus naturel de produire chacune des déformations successives qui la constituent, d'une manière continue, progressive par une pression régulière, durable, que d'une manière intermittente et saccadée, par des chocs violents qui reviennent à des compressions énormes, mais subites. Avec un pareil mode d'action, la répartition uniforme des efforts dans toute la masse travaillée est pour ainsi dire assurée ; la condensation de la matière doit donc s'effectuer d'une manière régulière et l'état moléculaire ne court
donc s'effectuer d'une manière régulière et l'état moléculaire ne court aucun risque d'être altéré par une longue succession de vibrations intenses, car la cause première de ces vibrations, les chocs, est radicalement supprimée. Par conséquent, aussi bien pour le forgeage que pour le soudage, une pression continue et énergique est préférable à une suite de chocs. On doit donc chercher à remplacer le marteau-pilon par un appareil capable de produire avec tout le développement nécessaire une compression soutenue. Or il n'en est aucun qui remplisse mieux ces conditions que la presse hydraulique. Puissance extrêmement considérable, rapidité suffisante d'action, facilité très
presse hydraulique. Puissance extrêmement considérable, rapidité suffisante d'action, facilité très grande de manœuvre, elle peut posséder toutes les qualités requises pour remplacer avec avantage le marteau-pilon, au moins dans la majeure partie de ses fonctions. C'est surtout lorsque la déformation totale est considérable, lorsqu'il s'agit d'obtenir d'un paquet toujours assez ramassé sur lui-même une pièce à formes compliquées et à épaisseurs très variables, que l'emploi de la presse hydraulique paraît devoir être avantageux. En effet, là plus que partout ailleurs il est nécessaire, sous peine de défauts multipliés, d'opérer avec de minutieux ménagements, de proportionner habilement les efforts aux effets
de minutieux ménagements, de proportionner habilement les efforts aux effets à produire. Or à certains moments ces efforts sont considérables : les marteaux employés sont donc toujours très puissants et par conséquent assez difficiles à manier avec précision, malgré leur docilité apparente ; avec la presse, au contraire, rien de plus aisé que de régler la pression exercée, de la faire varier au besoin dans de larges limites et cela en fort peu de temps. Enfin, dans de pareilles circonstances, l'absence de chocs et la continuité d'action sont à rechercher avant tout. L'expérience l'a du reste déjà bien prouvé, car
avant tout. L'expérience l'a du reste déjà bien prouvé, car la machine de M. Haswell est employée avec succès pour la fabrication des têtes de grosses bielles, des manivelles, des pistons à vapeur d'une seule pièce, des tampons de wagons, etc. Aussi, selon nous, il n'y a pas à douter qu'elle ne remplace avec avantage le marteau-pilon pour tout travail de matriçage, même pour de grosses pièces telles que roues de tenders, de locomotives, etc. D'ailleurs, grâce à des dispositions toutes spéciales, la presse à forger est susceptible d'une promptitude de manœuvre pour le moins comparable à celle des pilons
de manœuvre pour le moins comparable à celle des pilons de grande puissance, et comme elle agit d'une manière continue, durable, les temps perdus ont, somme toute, une importance relative moindre; aussi très probablement arrivera-t-on à la faire travailler avec plus de rapidité que le pilon, en définitive et par conséquent encore dans des conditions meilleures, la température et par suite la malléabilité variant moins alors du commencement à la fin de l'opération. II. Sur le développement de l'état fibreux, dans les grosses masses de fer forgé. Il n'est personne, s'occupant plus ou moins de la métallurgie du fer, qui
s'occupant plus ou moins de la métallurgie du fer, qui ne puisse discourir sur l'état fibreux qu'il possède quelquefois et sur une foule de particularités qui s'y rapportent. Ainsi, on en connaîtra assez généralement les signes caractéristiques; on saura que le fer fibreux est plus résistant que le fer cristallin, que les fibres se rencontrent plus souvent dans certains fers que dans d'autres, qu'il est plus ou moins facile de les y faire naître, qu'on les produit mieux par le laminage que par le martelage, etc., etc. ; mais ce qu'on ignorera presque toujours, c'est ce en quoi consiste véritablement
qu'on ignorera presque toujours, c'est ce en quoi consiste véritablement l'état fibreux et quelles sont les différences réelles entre le fer fibreux et le fer cristallin. Pourtant si l'on veut agir autrement qu'au hasard, si l'on tient à procéder d'une manière logique dans le travail du fer, il est indispensable de se faire des idées bien nettes sur ces questions importantes. La démonstration de notre manière de voir sur ce sujet et l'énumération des preuves à l'appui nous entraîneraient beaucoup trop loin : aussi nous bornerons-nous à énoncer brièvement plusieurs propositions qui la résument et nous renverrons le lecteur, pour
propositions qui la résument et nous renverrons le lecteur, pour plus de détails, à un mémoire publié dans les Transactions de l'Académie royale d'Irlande en 1855. Dans tous les corps cristallisables, après cristallisation ou refroidissement très lent à partir d'une haute température, les éléments cristallins qui les constituent sont disposés de telle façon que leurs plus grands axes se trouvent dans le sens de la moindre pression. Tous les métaux simples, à l'état de pureté presque chimique, sont des corps cristallins et se comportent absolument comme les corps cristallisables. Dans toute masse de métal qui s'est refroidie lentement, en n'étant
toute masse de métal qui s'est refroidie lentement, en n'étant soumise à aucune force extérieure, les grands axes des cristaux élémentaires se trouvent normaux à la surface des ondes de chaleur. Le plus ordinairement la surface de ces ondes ne diffère pas beaucoup, en dernier lieu, de la surface extérieure du corps. Qu'on prenne, par exemple, une sphère de fonte, ou mieux d'antimoine ou de bismuth, métaux cristallisant bien mieux que la fonte, et qu'on la brise par le milieu, on trouvera toujours, au moins sur les bords, une structure rayonnée bien caractérisée. Les cristaux élémentaires se sont donc orientés
rayonnée bien caractérisée. Les cristaux élémentaires se sont donc orientés suivant le rayon. Or c'est précisément là, en chaque point, la direction de la moindre pression, la masse se trouvant comprimée par les couches extérieures qui se sont contractées en se refroidissant ; c'est aussi la direction perpendiculaire à la surface des ondes de chaleur qui est ici spherique comme la surface de la masse de métal et a même centre qu'elle. Dans toute masse métallique amenée à l'état plastique par la chaleur et soumise pendant son refroidissement à des forces extérieures, telles que des pressions exercées mécaniquement, l'orientation finale
forces extérieures, telles que des pressions exercées mécaniquement, l'orientation finale des cristaux, toujours réglée par le premier de nos principes, dépend en chaque point et de ces forces extérieures et de celles qui se développent à l'intérieur par suite du refroidissement. Si donc sous la seule action des premières forces, action dont la durée peut être très courte, le parallélisme des cristaux a été établi d'une manière régulière et uniforme, il se trouvera après l'abaissement de la température plus ou moins altéré ; il le sera peu si les forces intérieures sont relativement faibles, c'est-à-dire si la section transversale est
intérieures sont relativement faibles, c'est-à-dire si la section transversale est petite ; il le sera beaucoup au contraire si elles sont grandes, c'est-à-dire si cette section transversale a des dimensions considérables. Cette perturbation de l'état primitif est inévitable ; mais on en diminuera la grandeur en forçant le refroidissement à se produire d'une manière lente, car alors les forces intérieures se développeront avec moins d'intensité. Les cristaux métalliques jouissent d'une certaine malléabilité. Si donc on soumet une masse, dans laquelle le parallélisme existe entre leurs plus grands axes, à un certain étirage dans le sens même de leur orientation, on
certain étirage dans le sens même de leur orientation, on les allongera et on aura ainsi produit avec plus ou moins de développement la structure fibreuse, c'est-à-dire que pour nous une fibre n'est pas autre chose qu'un faisceau de files de cristaux élémentaires étirés. C'est ce qu'on obtient avec facilité en laminant une ou deux fois à chaud une barre de fer cristallin de deux à trois pouces de côté. Les cristaux s'orientent rapidement suivant le sens du laminage, car c'est celui de la moindre pression, et subissent ensuite un allongement très sensible ; ainsi la masse acquiert une structure
allongement très sensible ; ainsi la masse acquiert une structure fibreuse bien caractérisée. L'importance du développement des fibres dans une masse de fer dépend et de la nature du métal et de la grandeur de l'étirement dans un sens déterminé. On sait en effet que rien n'est plus variable que la facilité et la rapidité avec lesquelles le fer prend la structure cristalline ; comme le développement de l'état fibreux est de toute évidence en relation intime avec celui de cette structure cristalline, il doit donc, toutes choses égales d'ailleurs, varier beaucoup suivant la nature du fer. La seconde partie
varier beaucoup suivant la nature du fer. La seconde partie de notre proposition n'exige aucune explication. Pourtant il faut remarquer que l'étirage des cristaux élémentaires doit avoir une limite qui s'atteint bien avant celle de l'étirage de la masse métallique. Telles sont, selon nous, les véritables lois physiques qui régissent la production de l'état fibreux dans les masses de fer. Or, il importe réellement que cette production puisse être opérée à volonté, et cela avec une grande régularité, dans le travail de la forge. De nombreuses expériences, faites en divers pays sur toutes sortes de fers et de tôles, ont
pays sur toutes sortes de fers et de tôles, ont en effet établi nettement que le fer rendu fibreux exige, pour se rompre, une charge notablement plus forte qu'auparavant et que la résistance est bien plus grande dans le sens des fibres que dans tout autre. Ainsi le fil de fer d'un petit diamètre, où le métal a donc subi un grand étirage et où par conséquent l'état fibreux est aussi développé que possible, offre une résistance supérieure à celle des barres de même nature, mais à structure cristalline. La tôle résiste mieux dans le sens du laminage, qui est
tôle résiste mieux dans le sens du laminage, qui est celui des fibres, que dans le sens perpendiculaire, et cette inégalité est assez grande pour être prise en sérieuse considération dans la construction des chaudières à vapeur. Enfin l'allongement proportionnel à la rupture est très généralement bien plus fort pour le fer nerveux que pour le fer cristallin, ce qui certes n'est pas sans une importance réelle dans beaucoup de circonstances. Au développement de l'état fibreux dans le fer correspond donc un accroissement sensible de chacune de ses propriétés utiles, sauf peut-être toutefois de la dureté qui paraît diminuer. On
sauf peut-être toutefois de la dureté qui paraît diminuer. On doit donc, au moins dans la plupart des cas, s'efforcer de l'obtenir et comme la régularité est à rechercher en pareille matière plus qu'en tout autre, on ne pourra se déclarer satisfait que si on possède les moyens de produire l'état fibreux uniformément, sur telle étendue, suivant telle direction et avec tel développement qu'il sera désirable. Or que faut-il pour cela? Il faut évidemment pouvoir soumettre la masse à travailler à une pression qui se fasse sentir en tous ses points, qu'on soit à même de faire varier à chaque
points, qu'on soit à même de faire varier à chaque instant, suivant son degré de plasticité, de malléabilité, sa forme, etc. non-seulement en grandeur, mais encore en direction, et enfin qu'on puisse maintenir appliquée avec régularité pendant tout le temps que l'on voudra. Toutes ces conditions ne sont certes pas faciles à remplir, surtout à un même degré et simultanément ; mais ne peut-on pas mieux y satisfaire qu'avec les appareils actuels? C'est là toute la question. Au point de vue auquel nous nous plaçons, le marteau-pilon est certainement très imparfait. Les pressions qui résultent de ses chocs violents sont
imparfait. Les pressions qui résultent de ses chocs violents sont à coup sûr d'une grande intensité, mais elles se répartissent tout à fait inégalement; elles n'ont d'ailleurs rien de régulier de leur nature et la durée en est extrêmement courte. De plus, la condensation de la matière étant avant tout très inégale, principalement superficielle, les forces intérieures qui se développent par suite du refroidissement ont forcément de très grandes intensités. L'orientation des cristaux élémentaires varie donc d'abord à tout instant pendant le travail ; par conséquent elle ne peut être régulière lorsqu'il est terminé; en outre, pendant le refroidissement, elle
régulière lorsqu'il est terminé; en outre, pendant le refroidissement, elle subit des perturbations importantes; comment pourrait-elle alors, en définitive, se trouver uniforme sur quelque étendue? Le laminoir est en réalité bien plus satisfaisant. La pression à exercer s'y règle aisément, soit à l'aide des vis de commande des cylindres, soit au moyen d'un tracé convenablement entendu pour les cannelures, et la constance en est à très peu près assurée à chaque passage, aussi bien en grandeur qu'en direction. Mais les difficultés de construction en limitent assez étroitement le développement; elle ne peut donc se faire sentir d'une manière suffisante que
ne peut donc se faire sentir d'une manière suffisante que sur des masses d'assez faibles dimensions transversales, c'est-à-dire que le laminoir est capable de développer convenablement la structure fibreuse seulement sur des plaques peu épaisses et des barres de section modérée. On peut donc, en définitive, le taxer plutôt d'insuffisance que de véritable imperfection. Voyons maintenant si la presse satisfait mieux aux conditions énoncées que le laminoir et surtout que le marteau-pilon, qu'elle est destinée spécialement à remplacer. D'abord il est à peu près évident, selon nous, qu'elle est de beaucoup inférieure au laminoir, malgré la grandeur des efforts qu'elle
beaucoup inférieure au laminoir, malgré la grandeur des efforts qu'elle peut exercer, la régularité et la continuité de son action, parce que le sens de l'étirage ne saurait avec elle être réglé d'une manière aussi absolue; le laminoir reste donc l'appareil modèle par excellence pour les pièces à section constante et simple et on devra en augmenter la puissance autant que possible, afin de pouvoir tout au moins y terminer le travail des paquets pour gros fers, dont le soudage et l'ébauchage auront été faits à la presse. Au contraire, elle nous paraît bien supérieure au marteau-pilon et cela uniquement
elle nous paraît bien supérieure au marteau-pilon et cela uniquement à cause de la permanence et de la régularisation facile des efforts qu'elle exerce et de la plus grande uniformité de leur répartition; mais elle est encore loin d'être un appareil parfait au point de vue spécial que nous considérons, car la direction de ses efforts n'est guère variable à volonté, pour ne pas dire pas du tout. Elle offre du reste encore sur le marteau-pilon cet avantage de produire à un degré beaucoup moindre un excès de condensation de la matière à l'extérieur de la masse travaillée. En résumé,
la matière à l'extérieur de la masse travaillée. En résumé, l'application de la presse hydraulique au travail de la grosse forge se trouve nettement indiquée, dès que l'on en précise les véritables conditions, et cela à des points de vue divers, et nous pensons que son emploi en sera très avantageux, surtout pour la fabrication des pièces de forme compliquée. III. Description de la presse hydraulique à forger de M. John Haswell. L'idée de travailler le fer en le comprimant au lieu de le marteler est déjà ancienne; mais jusqu'à ces dernières années on l'a appliquée seulement à la fabrication
ces dernières années on l'a appliquée seulement à la fabrication de pièces de très petites dimensions, parce qu'on n'a point cherché à mettre en jeu des pressions considérables. Ainsi, depuis longtemps déjà, M. Fairbairn a construit pour la confection de la rivure des tôles une machine, véritable presse, où la tête des rivets est formée par écrasement; on voit aussi dans beaucoup d'ateliers pour le forgage des tiges de boulons, de rivets, etc., des machines à marteaux commandés directement par des excentriques, qui rentrent par conséquent plus ou moins directement dans la catégorie des presses. Mais c'est seulement en 1852
dans la catégorie des presses. Mais c'est seulement en 1852 que l'application de la presse hydraulique au forgage du fer et de l'acier a été proposée par M. Henry Dubbs. Dans sa demande de brevet, M. Dubbs spécifie nettement que la partie capitale de son invention consiste dans la substitution du travail par compression énergique, mais graduelle et soutenue, au travail par chocs violents et répétés à de courts intervalles, et il se réserve l'application de la nouvelle méthode à la fabrication des bandages, des arbres droits ou coudés, des manivelles, etc. La priorité de l'idée lui appartient donc; mais
manivelles, etc. La priorité de l'idée lui appartient donc; mais c'est à M. Haswell, l'habile constructeur de locomotives et de machines de Vienne, qu'en revient à peu près tout le mérite de la réalisation. Sa presse à forger date de fin 1860, et elle a dès l'abord donné de bons résultats. Les dessins seulement en ont figuré à l'Exposition universelle de 1862 à Londres; voici en quels termes MM. Combes, inspecteur général, et Dubocq, ingénieur en chef des mines, membres de la section française du jury international, en rendent compte au nom du jury de la classe I, section IV
au nom du jury de la classe I, section IV : « Le jury a remarqué une puissante presse à forger, exécutée dans les ateliers de la Compagnie des chemins de fer anglais, et dont les dessins figurent à l'Exposition. Le système de cette presse, dû à M. Haswell, repose sur l'application de la presse hydraulique au forgeage et à l'étampage des grandes pièces de forge. Cette presse, qui fonctionne depuis le mois de juillet 1861, a déjà rendu de grands services pour le forgeage de pistons de machines à vapeur, pièces de roues, têtes de bielles et autres organes
vapeur, pièces de roues, têtes de bielles et autres organes de machines. Nous pensons avec le jury qu'elle pourrait être employée utilement dans les ateliers de grosse forge et de métallurgie. La même année, MM. Shanks et Cie d'une part, et H. E. B Wilson, se sont fait breveter pour des machines qui sont fondées sur le même principe, mais ne paraissent pas présenter quelqu'avantage sur celle de M. Haswell. Nous ne décrirons en conséquence que cette dernière, telle que la construit actuellement la Compagnie des forges de Kiska hall, Yorkshire (Voir PL. 111). Elle comprend deux parties bien distinctes
Yorkshire (Voir PL. 111). Elle comprend deux parties bien distinctes : 1° la presse proprement dite ; 2° les pompes fouleresses qui la commandent, avec leur moteur spécial. Occupons-nous d'abord de la presse. Elle est représentée en élévation latérale (FIG. 1), en coupe verticale (FIG. 3) et en plan (FIG. 4). Le bâti est un bâti de presse hydraulique ordinaire, à 4 colonnes ; mais c'est à la pièce supérieure B que se trouve fixé le corps de pompe A où se meut le gros piston A ; la pièce inférieure B, reçoit l'enclume. Au-dessus de B est placé un
inférieure B, reçoit l'enclume. Au-dessus de B est placé un cylindre à où se meut un piston de d'un assez faible diamètre ; une traverse T et deux fortes vis verticales b, u, le rendent solidaire du gros piston. Les FIG. 3 et 6 rendent compte de tous les détails de la distribution de l'eau : e et el sont les tuyaux d'arrivée, e2 le tuyau de départ. fi est une soupape qui ferme ou établit la communication entre les pompes fouleresses et le gros corps de pompe A. /, une autre soupape placée entre ce corps de pompe et
une autre soupape placée entre ce corps de pompe et le tuyau de décharge e2. Ce tuyau de décharge débouche à la partie inférieure d'un cylindre vertical C, qui n'est pas représenté sur le dessin : à son intérieur se meut un piston, sur la face supérieure duquel la vapeur peut être admise. L'excès d'eau qui arrive dans ce cylindre se rend par un tuyau de trop plein à une bâche fermée d'assez grandes dimensions qui sert à l'alimentation des pompes fouleresses. Voici maintenant comment fonctionne l'appareil, que nous supposons en pleine marche : la pièce étant apportée à la
en pleine marche : la pièce étant apportée à la machine, il faut d'abord élever le gros piston de manière à pouvoir l'engager entre lui et l'enclume et la disposer convenablement pour le travail. Pour cela, la soupape y est levée et l'autre /, abaissée sur son siège, puis on met en mouvement les pompes fouleresses ; l'eau qu'elles envoient est admise dans le cylindre supérieur a, le petit piston est soulevé et soulève alors le grand piston de la quantité nécessaire. En montant, ce piston chasse l'eau qui le surmonte dans le cylindre G par le tuyau de décharge
surmonte dans le cylindre G par le tuyau de décharge e2 ; le piston de ce cylindre s'élève et s'il est nécessaire l'eau en excès se rend dans la bâche d'alimentation. La masse à forger étant mise en place, on donne la vapeur dans le cylindre G; l'eau est refoulée dans le corps de la presse et l'ensemble des deux pistons descend très-rapidement, le petit chassant l'eau dans un réservoir à air servant de régulateur, qui est placé entre l'appareil et les pompes motrices. La presse du pilon A arrive bientôt au contact de la pièce et le modelage commence.
bientôt au contact de la pièce et le modelage commence. Lorsque la pression est devenue insuffisante, on ferme la soupape f, on ouvre l'autre et on fait marcher les pompes. La déformation s'effectue alors sous une pression de plus en plus considérable et on l'arrête au point voulu en arrêtant le moteur. Pendant tout le travail, l'eau est admise sous le piston a ; la surface sur laquelle s'exerce utilement la pression de l'eau est donc la différence entre la section du grand piston et celle du petit, et les vis de suspension b,b, travaillent constamment par extension. Passons maintenant
vis de suspension b,b, travaillent constamment par extension. Passons maintenant aux pompes fouleresses. L'ensemble de ces pompes et de leur moteur à vapeur est représenté en plan et en coupe horizontale FIG. 4. Tout le système est placé horizontalement et la commande est directe : la disposition générale est donc très-simple et comporte une très-grande solidité, ce qui permet de marcher avec assez de rapidité malgré la grandeur des efforts transmis. Les pompes n'ont rien de particulier ; elles prennent l'eau à la partie inférieure de la bâche dont il a été question précédemment. Les petits réservoirs d'air régulateurs placés
a été question précédemment. Les petits réservoirs d'air régulateurs placés entre elles et la presse n'ont pas été figurés. La commande du tiroir de la machine à vapeur et la manœuvre des leviers qui actionnent les soupapes fet ft se font à l'aide de dispositions toutes spéciales dont nous allons faire ressortir la nécessité. Si l'on met en parallèle la lenteur de mouvement du grand piston d'une presse hydraulique ordinaire avec la rapidité d'exécution que réclame un travail tel que le forgeage et l'extrême facilité qu'on doit avoir d'en modifier à chaque instant les circonstances de marche, on voit immédiatement