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Il est ensuite transporté dans un four plus chaud, et y est maintenu jusqu'à ce que toute sa masse ait bien pris la nouvelle température. Si les lingots ont été complètement et soigneusement réchauffés, le forgeage de l'acier ne présente pas de difficultés bien sérieuses mais aucun travail au marteau ne doit être essayé avant que le réchauffage n'ait été opéré, il en résulterait presque certainement une rupture dans tous les sens ou en tout cas, un fendillement qui rendrait l'acier impropre à la fabrication des outils coutumiers. La réduction du calibre au marteau est à ce moment très délicate,
du calibre au marteau est à ce moment très délicate, c'est le conseil pratique. Après ce traitement, on laisse refroidir les barres, en les plaçant dans des chambres fermées ou des cendres chaudes de façon à éviter un refroidissement trop rapide. Décapage. Les barres sont ensuite décapées, dans un bain d'acide sulfurique dilué ou d'un substituant convenable, tel que les gâteaux de sulfate acide de sodium provenant de la fabrication de l'acide nitrique. L'acide dissout les écailles ou l'oxyde formés durant le martelage préliminaire. Les barres, retirées de l'acide, sont lavées avec soin dans l'eau propre ou, dans quelques usines,
lavées avec soin dans l'eau propre ou, dans quelques usines, aussi dans de l'eau de chaux. Les barres sont examinées avant qu'aucune trace de houille ait pu s'y former. Dans cet état, toutes les crevasses, même légères ou les autres défauts de surface, sont vite reconnus. Le rôle de l'examinateur de surface des barres consiste à déceler les plus légères fissures capillaires ou autres défauts superficiels. Il porte une marque blanche au voisinage de leur emplacement. Les barres marquées sont ensuite placées sur des bancs spéciaux où les défauts sont enlevés au moyen de frets à émeri. Les barres ainsi
enlevés au moyen de frets à émeri. Les barres ainsi meulées sont prêtes pour le finissage. Le forgeage s'opère à l'aide des trois moyens suivants : 1. Les marteaux de force (quelques-uns ont un poids supérieur à 600 kilogrammes) 2. Les martinets (marteaux étroits de poids inférieur à 600 kilogrammes) 3. Les laminoirs Les engins employés dépendent du calibre exigé pour la barre finie, et comme règle plus ou moins générale, les gros calibres sont forgés aux marteaux, les moyens, aux martinets, et les faibles tailles sont laminées. Dans toutes ces opérations, la température de travail de l'acier est de
ces opérations, la température de travail de l'acier est de la plus grande importance, tout à fait comme dans le cas du forgeage préliminaire. Quand le métal a atteint une température suffisamment élevée, on ne rencontre pas de difficultés sérieuses, mais les tentatives de travail à basse température conduisent invariablement à un désastre et la barre devient un riblon. Dans cette opération, les barres sont amenées par degrés à la section désirée, et pour les calibres faibles, sous des marteaux de 200 à 600 kilogrammes, mus par des moteurs de faible puissance (à vapeur ou pneumatiques). Ces marteaux travaillent par
faible puissance (à vapeur ou pneumatiques). Ces marteaux travaillent par une série de coups très rapides qui peuvent, à volonté, être forts ou légers. Lorsque les dimensions voulues sont atteintes, la barre est dressée, puis laissée refroidir, en étant protégée contre l'accès de l'air froid, comme dans le cas des barres ayant subi le premier martelage. Laminage – Dans l'opération du laminage, aucune barre n'est laminée, en général, au moyen du vieux laminoir à deux râles. Recuit. Il existe de nombreux types de fours à recuit, mais leur principe général est le même. On place généralement plusieurs barres assemblées en
est le même. On place généralement plusieurs barres assemblées en un paquet dans un four plus ou moins chaud. On y élève la température par degrés, puis le maximum désiré ayant été obtenu, on le maintient durant une heure environ, puis on abandonne ensuite le four et soumet la barre à un refroidissement aussi lent que possible, après quoi les barres refroidies sont de nouveau décapées. Inspection. – Finalement, les barres sont transportées au magasin d'entrepôt des aciers. On les y examine avec le plus grand soin au point de vue des défauts superficiels, et on coupe à chaque bout
vue des défauts superficiels, et on coupe à chaque bout une petite portion de métal. Celles qui présentent le moindre défaut sont rejetées ou mises au riblon, tandis que les barres saines sont, après marquage au nom du fabricant, prêtes à être livrées à la fabrique d'outils à laquelle est destiné l'acier. Confection des creusets est de toute importance pour le succès de la production de l'acier à coupe rapide, que les creusets soient parfaits et que le plus grand soin soit apporté à leur confection, car le défaut, même le plus léger, peut amener la perte du métal dont
le plus léger, peut amener la perte du métal dont ils sont chargés. Ils sont, en général, confectionnés dans chaque usine qui fabrique de l'acier à outils et cette opération s'effectue dans une section distincte de l'établissement, ayant son personnel spécial d'hommes exercés. On y emploie une variété d'argiles choisies avec le plus grand soin, très finement broyées, qui sont, en ce qui concerne les qualités et quantités, mélangées suivant l'appréciation du potier, chef de service. L'argile est pesée en quantités convenables, puis est étendue sur un plancher de fer, face à fouter, Ce dernier est un plateau recouvert d'argile
face à fouter, Ce dernier est un plateau recouvert d'argile et munis de rebords d'environ un centimètre de haut sur lequel l'argile est tamisée et mélangée à l'état sec, et où toutes les matières étrangères trouvées sont enlevées sur le chantier ensuite, et largement est de nouveau mélangée intimement à la pâte, elle est malaxée et compressée pour en expulser l'air, et aussi pour permettre de découvrir et d'enlever les corps, tels que les clous ou les morceaux de fer ou objets quelconques qui pourraient ainsi entrer dans le corps du creuset. C'est l'opération du foulage, qui a été comparée
du creuset. C'est l'opération du foulage, qui a été comparée au pétrissage du pain, mais qui au lieu d'être faite à la main, comme dans le cas du pain, est effectuée par les pieds nus. Le pied étant sensible, toute matière étrangère nuisible ou dangereuse qui peut avoir passé accidentellement au travers des tamis, est découverte et enlevée. L'argile est ensuite découpée en blocs et pesée, chaque bloc devant servir à la confection d'un creuset; ils sont placés sur la fonde en partie. L'argile y est mise sous forme de mottes ou de boules c'est-à-dire qu'elle est battue et pétrie
mottes ou de boules c'est-à-dire qu'elle est battue et pétrie à la main et examinée derechef au point de vue des poches à air qu'elle pourrait encore contenir. L'œil exercé du pétrisseur découvre la présence de toutes poches à air par un léger gonflement produit à la surface de l'argile, lorsque la masse est battue sur la table à pétrir. Les parties gonflées sont ouvertes et l'air en est expulsé; l'opération se continue jusqu'à ce que le bloc d'argile soit amené à l'état d'une masse entièrement homogène. Les blocs sont mis finalement sous la forme d'un prisme rectangulaire d'environ 30
mis finalement sous la forme d'un prisme rectangulaire d'environ 30 centimètres de long sur 23 et 15 centimètres de section, et sont prêts à être transportés à l'atelier de montage, où l'argile plastique est façonnée en creusets par un pilonnage vertical dans des moules. Les creusets sont ensuite portés au séchoir, ou, dans certaines usines, dans une cave où on les tient durant au moins un mois, et où ils perdent peu à peu leur humidité. On les transporte enfin dans le hall aux fours déjà décrit, et on les conserve sur des rayons fixés contre les parois au-dessus des
conserve sur des rayons fixés contre les parois au-dessus des tours, jusqu'au moment du besoin. Environ deux heures avant que les creusets soient mis en service pour le travail d'une journée, on les dispose sur une grille à four construite à une extrémité du hall aux fours on les place sur les barreaux, en laissant entre eux juste l'espace nécessaire pour permettre de les entourer complètement et les recouvrir de coke en petite morceaux, qu'on ajoute jusqu'à ce que la grille en soit garnie jusqu'au sommet. On allume alors dessous des barreaux un feu suffisant pour allumer le coke à
des barreaux un feu suffisant pour allumer le coke à l'extrémité arrière et au fond de la grille. Le feu s'étend graduellement vers l'avant et vers le haut, jusqu'à ce que toute la masse de coke, y compris les creusets, soit incandescente. Cette opération doit être surveillée avec soin elle demande du jugement et de l'expérience de même éviter une cuisson ou exagérée ou insuffisante. Les creusets étant amenés à la chaleur rouge sont prêts à être portés aux tours et à être soumis aux opérations déjà décrites. Les creusets ne servent, en général, que deux fois, très rarement trois
ne servent, en général, que deux fois, très rarement trois fois, mais dans quelques usines, ils sont faits pour produire deux fournées d'acier à coupe rapide, et une de l'acier au carbone, ou une fournée d'acier à coupe rapide, une seconde d'acier à outils (spécial au carbone) et une troisième, d'acier à limes, suivant la nécessité, la production des usines traitant l'acier à coupe rapide étant extrêmement variée. Le poids d'un creuset, recuit, employé dans la fabrication de l'acier à coupe rapide détaillée ci-dessus, est, en moyenne, de deux kilogrammes et demi kilogramme la quantité de matières qu'ils peuvent contenir
et demi kilogramme la quantité de matières qu'ils peuvent contenir varie de 8 à 32 kilogrammes. Procédé de fusion du tungstène Par M. Zay Jeffries, directeur des recherches de la société American Castings Company. (En anglais.) Note sur le polissage, le montage et l'attaque du tungstène. Le tungstène est difficile à polir et est si dur que l'alumine naturelle peut, avec avantage, être substituée au tripoli, juste avant l'emploi du rouge d'Angleterre. La fonte blanche a été employée avantageusement, pour le moulage de menus échantillons de tungstène qui ne peuvent être munis commodément sans une espèce de monture. La pièce
être munis commodément sans une espèce de monture. La pièce à monter est placée dans un moule, et la fonte est coulée autour d'elle. La fonte blanche et le tungstène offrent une dureté si voisine que des surfaces produites peuvent ainsi être produites par polissage sur le tungstène. Il est parfois très difficile de monter et de polir des fils très minces. On l'a fait, cependant, avec succès pour des fils de moins de 0,1 mm de diamètre. Le procédé suivant a donné de bons résultats. Une coiffe de tube, de 9,5 mm en fonte moulée ordinaire est aplanie sur
de 9,5 mm en fonte moulée ordinaire est aplanie sur l'extrémité fermée extérieure. Elle est ensuite forée à l'intérieur de manière à former un piston parallélépipide au plan extérieur. On place dessus un verre couvert de l'objet rond portant quelques fragments du fil de tungstène à polir. On les recouvre d'un autre verre semblable, puis on remplit la coiffe de poudre de verre. On la dispose ensuite verticalement dans un four, et on la chauffe, durant environ 5 minutes, à une température de 600 à 700°C. On a reconnu, par le biais d'expériences, que cette température n'affectait pas la structure
le biais d'expériences, que cette température n'affectait pas la structure du fil de tungstène. La capsule est retirée du four et le verre fondu puis solifié, qu'elle renferme, est fortement compressé dans le moule pour complètement, puis on laisse refroidir lentement. Le métal formant le fil de la capsule est ensuite enlevé sur un tour et le verre est mis à nu. Le verre contenant les échantillons de tungstène est poli de la manière ordinaire, jusqu'à ce que les fils de métal soient à nu et le polissage se termine de la manière habituelle. Comme réactif d'attaque, on emploie le
de la manière habituelle. Comme réactif d'attaque, on emploie le peroxyde d'hydrogène bouillant, pour la plupart des produits de tungstène. L'attaque par l'électrolyse donne aussi de bons résultats, en employant comme électrolyte une solution d'hydrogène sodium. Pourquoi le tungstène fibreux est ductile? Cette question a été le sujet de beaucoup de travaux et de beaucoup d'opinions. Le fait de la ductilité du tungstène fibreux est connu depuis dix ans, mais son explication était à donner. Le résultat ne pouvait être prévu en l'état de nos connaissances métallographiques. L'explication a été élaborée pas à pas. Les recherches ont finalement abouti à
élaborée pas à pas. Les recherches ont finalement abouti à une explication permettant aussi de formuler quelques nouvelles lois métallographiques concernant tous les métaux. Cette explication est appuyée sur la théorie du métal amorphe considéré comme valable. Elle ne dépend, toutefois pas de la justesse de la théorie précitée ou d'une théorie quelconque, mais de faits constatés par l'expérience. Ces recherches peuvent effectivement fortifier la théorie des métaux à l'état amorphe. Le tungstène cristallisé est légèrement malléable et ductile à la température ordinaire (ou encore de l'appartement), c'est-à-dire que si on pouvait isoler un grain de métal, il pourrait, avant
on pouvait isoler un grain de métal, il pourrait, avant de se rompre, être légèrement déformé à froid. La déformation à froid écroue le grain de tungstène et le rend fragile dans cette action, le métal se comporte de la même façon que les métaux communs ductiles. Le tungstène cristallisé peut encore être déformé aux températures supérieures à la température ordinaire il supporte alors d'autant mieux les déformations permanentes sans devenir fragile que la déformation aura été opérée à une température plus élevée. Le tungstène amorphe est très cassant à la température ordinaire mais à une température élevée, il peut
la température ordinaire mais à une température élevée, il peut être déformé sans se rompre. Le métal, formé de petits grains de même longueur d'axe, n'est ni ductible ni malléable à la température ordinaire mais le devient aux températures élevées. L'examen d'une cassure produite à la température ordinaire, montre que les surfaces de rupture se produisent surtout aux contours des grains. Lorsque, par occasion, on rencontre, le long de la ligne de fracture, un grain qui a été rompu, ce fait sera dû à une résistance locale élevée se présentant aux limites des grains. Le tungstène à grains fins, peut
aux limites des grains. Le tungstène à grains fins, peut dans les conditions, comme celles qui ont été indiquées antérieurement, être déformé aux hautes températures. Les raisons de la ductilité à froid du tungstène fibreux, peuvent être résumées comme suit : Le métal, composé de grains de même longueur d'axe, est cassant à la température ordinaire, parce que la phase amorphe fragile existant aux limites du grain, se rompt avant qu'on ait pu appliquer une charge suffisante pour déformer la phase cristalline malléable. Le tungstène possédant cette structure est cassant même quand la matière cristalline présente peut résister davantage à
même quand la matière cristalline présente peut résister davantage à la déformation permanente à la température ordinaire, que les portions cristallines de tungstène fibreux. Le métal fibreux est ductile à la température ordinaire (en supposant que les fibres ont été produites dans des conditions convenables) quoiqu'il renferme une plus grande quantité de phase amorphe que le métal à grains égaux. Il est ductile parce que la déformation du grain opérée par le travail a disposé les limites du grain d'une manière telle que la résistance à la rupture le long de celui-ci est si grande que la cassure est forcée
de celui-ci est si grande que la cassure est forcée de se faire au travers des grains déformés mêmes. Ces-ci qui, d'ordinaire, ayant été déformés, à une température supérieure à la température d'appartement, jouissent de la propriété de pouvoir ensuite être déformés à cette dernière température; leur rupture ne peut alors se faire sans les déformer, aussi le métal affecte de la ductilité. Le sujet de la déformation des grains métalliques à une certaine température et l'accroissement de la ductilité par l'abaissement de la température sera traité plus tard. Nous devons accepter comme un fait, celui que j'ai observé maintes
devons accepter comme un fait, celui que j'ai observé maintes fois que la rupture le long de plans formés de métal amorphe est beaucoup plus prononcée le long des limites des grains que le long des plans de glissement avec métal amorphe dans les grains de tungstène déformés. Il est probable que le chemin de rupture le long des plans de glissement amorphe dans un grain déformé serait maintes fois plus compliqué, impliquant le passage entre des mailles de dimensions submicroscopiques que s'il passait le long des grains eux-mêmes. Quoi qu'il en soit de cette explication, il faut accepter le
qu'il en soit de cette explication, il faut accepter le fait. Il faut aussi se rappeler que c'est seulement lorsque la phase amorphe du métal devient très cassante, que la fracture recherche les contours du grain. Cette condition est réalisée, dans le tungstène à la température d'appartement, mais non dans les métaux ductiles ordinaires. Même un fil de tungstène fibreux qui est ductile, ne devient malléable que si la pression déformante est appliquée en même temps sur toute sa circonférence comme dans l'étampage. Quand un de ces fils est placé sur une enclume et frappé avec un marteau, il se
sur une enclume et frappé avec un marteau, il se fend en un grand nombre de fils c'est-à-dire que les grains déformés se séparent. Il est probable que l'une des causes majeures de la rupture suivant les limites des surfaces des grains amorphes, au lieu du travers des grains mêmes est la différence entre les coefficients de dilatation des phases amorphe et cristalline. Le verre, qui est une substance complètement amorphe, peut se fêler par suite d'un échauffement ou d'un refroidissement inégal. Les fissures résultent des inégalités de degrés de dilatation ou de contraction des diverses parties du morceau expérimenté.
dilatation ou de contraction des diverses parties du morceau expérimenté. En considérant le tungstène à grains fins comme formé de grains cristallins, entourés de feuillets de métal amorphe, ces deux phases auront des coefficients de dilatation thermique différents. Aux températures, l'amorphous se rétrécit à cause de la plasticité de la phase amorphe. Toutefois, aux basses températures, les deux phases seront très rigides. Ce fait produira des efforts de dilatation inégaux durant le réchauffement ou une contraction inégale durant le refroidissement, entre les matières cristalline et amorphe, ou les deux fois. Il y a plusieurs raisons pour lesquelles ces tensions aux
Il y a plusieurs raisons pour lesquelles ces tensions aux basses températures devraient généralement se produire dans la phase amorphe. Elle est, en effet, la seule qui soit continue. La phase cristalline est composée de grains qui ne se touchent pas. La continuité du système dépend de la phase amorphe. Une différence quelconque entre les coefficients de dilatation des deux phases, peu importe sa direction, affecte par suite, la phase amorphe. Lorsque des tensions internes se produisent ainsi aux limites des grains, il faudra, pour causer une rupture, des charges extérieures plus faibles que celles qui seraient indiquées par la
extérieures plus faibles que celles qui seraient indiquées par la mesure de cohésion actuelle de la phase amorphe isotrope. Pour avoir une meilleure image de ces phénomènes, nous considérerons les propriétés de fils de tungstène d'environ 0,8 mm. de diamètre, avec quatre types de structure: 1° Le fil externe ne comprend que du métal. Puisque le tungstène cristallin est quelque peu mallable et ductile à la température ordinaire, le fil en question pourrait être déformé à froid. La déformation à froid écroulerait le métal, le rendrait plus cassant, et si on la poussait davantage, elle en provoquerait la rupture. La
on la poussait davantage, elle en provoquerait la rupture. La déformation permanente du tungstène cristallin produirait aux plans de glissement du tungstène amorphe et ce dernier causerait le durcissement et l'augmentation de fragilité du fil. 2° Le fil est composé de petites rais longueur d'axe (6,01 µm). Un fil semblable est cassant et fragile à la température ordinaire. Il ne peut, à l'exception du pliage restant intérieur à la limite d'élasticité du métal, être courbé, d'une manière appréciable sans se rompre. La rupture se produit surtout le long des limites de grains. Ces-ci consistent en minces feuillets de tungstène à
de grains. Ces-ci consistent en minces feuillets de tungstène à l'état amorphe, cassant. La phase amorphe a, en réalité, à la température ordinaire, une cohésion supérieure à celle de la phase cristalline, mais elle est soumise à une forte tension interne, due à la différence des coefficients de dilatation entre les deux phases. 3° Le fil possède une structure composite. On se représente cette structure, en supposant que le lingot dont provient le fil, avait une section de 4 mm. de côté et renfermait 800 grains au millimètre carré. Il avait été traité à des températures inférieures à celle où
avait été traité à des températures inférieures à celle où se produisent les grains équiauxtes, de sorte que les grains se sont progressivement attentus durant le travail. Lorsque le fil a atteint le diamètre de 0,5 mm., les grains auront été changés en fibres qui auront, en moyenne, une longueur de 25,4 mm. et un diamètre de 0,6 micron mm. L'extrémité d'une fibre donnée, ne touchera pas ordinairement les extrémités des autres fibres qui l'accompagnent dans le sens de la longueur. Un fil de tungstène de cette structure est ductile au froid. Il peut être étiré au froid, courbé au
au froid. Il peut être étiré au froid, courbé au froid, enroulé, etc. Il contiendra plus de métal amorphe que l'échantillon à grains fins qui était cassant. Il sera ductible au froid, parce que le métal a tendance à se rompre le long des plans de matière amorphe aux limites des grains et le chemin de rupture le long de ceux-ci sera si grand que la cassure est forcée de se faire au travers de la matière cristalline, quoique celle-ci ne soit plus aussi mallable et ductible qu'elle l'était avant l'écroulement, mais le sera encore, dans une certaine mesure, à
l'écroulement, mais le sera encore, dans une certaine mesure, à la température ordinaire. Une rupture au travers d'elle, causera donc, avant qu'elle se produise, une certaine somme de déformation faisant naître ainsi la ductilité. Le fil consiste en grains allongés, non écroules. Une pareille structure résulte d'un chauffage prolongé de tungstène contenant, par exemple, la thorine ou autres substances non métalliques. L'arrangement des grains fait un long chemin pour la rupture le long de leurs limites, aussi peut-on appliquer au fil une charge beaucoup plus grande que si celui-ci était composé de grains équiauxtes. Cela fait que le métal avec
composé de grains équiauxtes. Cela fait que le métal avec structure à grain allongé est plus fort ou plus rugueux que celui formé de grains équiauxtes. Tantôt, des semblables fils sont même légèrement ductiles à la température ordinaire. Les filaments des lampes à incandescence électrique possèdent fréquemment cette structure et sont, par conséquent, très rugueux. On voit ainsi que la ductilité du tungstène à la température ordinaire ne dépend pas de sa teneur en métal à l'état amorphe mais de la disposition de celui-ci. On a déjà indiqué que la résistance à la traction d'un lingot de tungstène est d'environ