jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
recuit, et le regain de cette ductilité par le refroidissement à une température plus basse, et que, par le refroidissement, la phase amorphe d'un métal quelconque croît en cohésion dans une proportion plus forte que la phase cristalline. Reportons-nous au diagramme qui donne des courbes générales cohésion-température des phases amorphe et cristalline des métaux. Leur direction est déterminée pour un métal donné quelconque, mais leur allure générale est semblable à celle des courbes du diagramme. La courbe tracée en trait continu, représente les variations de cohésion en fonction de la température pour la phase amorphe. La cohésion est nulle au point de fusion du métal: elle s'accroît lorsque la température décroît, et atteint son maximum au zéro absolu. La courbe en éléments de trait, représente la variation de cohésion de la phase cristalline. Cette phase disparaît à la fusion du métal et fait place à la phase amorphe. Lors du refroidissement au-dessous du point de fusion, la phase cristalline se forme durant la solidification, et au point de solidification, la cohésion prend de suite une valeur finie beaucoup plus grande que pour la phase amorphe à la même température. Par le refroidissement au-dessous du point de fusion, la cohésion de la phase cristalline s'accroît beaucoup plus lentement que celle de la phase amorphe, et à une certaine température comprise entre le point de fusion et le zéro absolu (dans beaucoup de métaux, non loin de 0,35 à 0,45 de la température de fusion absolue) la cohésion aura la même valeur pour les deux phases. C'est la température d'équicohésion. Elle correspond dans la plupart, sinon dans tous les métaux, à la plus basse température donnant des grains de même longueur d'axe dans le métal travaillé rigoureusement à froid. Tout comme la température donnant des grains équiaxes dans le métal s'accroît lorsque la durée de chauffage décroît, la température d'équicohésion apparente s'accroît lorsque décroît la durée d'application de la charge qui mesure la cohésion. Si un métal est déformé au-dessous de la température d'équicohésion, et est maintenu à cette température, les grains ne resteront pas déformés, mais redeviendront équiaxes et les propriétés
la phase cristalline s'accroît beaucoup plus lentement que celle de la phase amorphe, et à une certaine température comprise entre le point de fusion et le zéro absolu (dans beaucoup de métaux, non loin de 0,35 à 0,45 de la température de fusion absolue) la cohésion aura la même valeur pour les deux phases. C'est la température d'équicohésion. Elle correspond dans la plupart, sinon dans tous les métaux, à la plus basse température donnant des grains de même longueur d'axe dans le métal travaillé rigoureusement à froid. Tout comme la température donnant des grains équiaxes dans le métal s'accroît lorsque la durée de chauffage décroît, la température d'équicohésion apparente s'accroît lorsque décroît la durée d'application de la charge qui mesure la cohésion. Si un métal est déformé au-dessous de la température d'équicohésion, et est maintenu à cette température, les grains ne resteront pas déformés, mais redeviendront équiaxes et les propriétés du métal seront différentes après la transformation granulaire équiaxe. Si toutefois les grains étaient déformés au-dessous de la température d'équicohe— sion, ils le resteraient d'une manière permanente. À une température inférieure à celle d'équicohestion, la phase amorphe possède non seulement une cohésion plus grande que la phase cristalline, mais qui s'accroît beaucoup plus vite avec le décroissement de la température. Supposons que le diagramme représente des courbes cohésion-température du tungstène, et que la température de tréfilage soit de 400 degrés. À cette température, la phase cristalline a une cohésion de 2c et la phase amorphe, de 4c. L'étirage peut être continué, la charge de rupture du fil à la température f, étant insuffisante pour déformer ultérieurement la phase cristalline. Avant qu'une déformation quelconque se produise à 300 degrés, la phase cristalline aura une cohésion de 3c, mais comme la déformation continue, le métal amorphe se produira aux plans de glissement, et ceux-ci étant dans une position privilégiée, accroîtront la cohésion apparente du grain déformé. Admettons maintenant que la température ordinaire soit de 20 degrés. La cohésion de la phase cristalline à la même température est 2c, et celle de la phase amorphe de 8c. On remarquera que la cohésion de
s'accroît beaucoup plus vite avec le décroissement de la température. Supposons que le diagramme représente des courbes cohésion-température du tungstène, et que la température de tréfilage soit de 400 degrés. À cette température, la phase cristalline a une cohésion de 2c et la phase amorphe, de 4c. L'étirage peut être continué, la charge de rupture du fil à la température f, étant insuffisante pour déformer ultérieurement la phase cristalline. Avant qu'une déformation quelconque se produise à 300 degrés, la phase cristalline aura une cohésion de 3c, mais comme la déformation continue, le métal amorphe se produira aux plans de glissement, et ceux-ci étant dans une position privilégiée, accroîtront la cohésion apparente du grain déformé. Admettons maintenant que la température ordinaire soit de 20 degrés. La cohésion de la phase cristalline à la même température est 2c, et celle de la phase amorphe de 8c. On remarquera que la cohésion de la phase amorphe à la température ordinaire est 5,6 fois plus forte que celle de la phase cristalline, tandis qu'elle ne l'est que de 2,5 fois à 400 degrés. La limite de ductilité à 400 degrés était commandée, dans une certaine mesure, par la différence de cohésion entre les phases amorphe et cristalline. Par le refroidissement à la température ordinaire, cette différence s'est accrue de 3c. Si maintenant le métal est soumis à l'essai de ductilité à la température ordinaire, une charge suffisante ultérieurement à déformer la phase cristalline pourra être appliquée avant que la rupture se produise; en d'autres termes, le métal est ductile, et il a gagné en ductilité parce que la cohésion de la phase amorphe s'accroissait avec le décroissement de la température, dans une proportion plus rapide que la cohésion de la phase cristalline. Il ne faut pas faire de conclusion. La limite de ductilité d'un métal à une certaine température ne signifie pas que la phase cristalline avait subi la plus grande déformation possible à cette température. Elle indique simplement que la charge nécessaire pour déformer ultérieurement cette phase ne pouvait, sans rompre le métal, lui être appliquée sous forme de traction. Quand bien même
amorphe et cristalline. Par le refroidissement à la température ordinaire, cette différence s'est accrue de 3c. Si maintenant le métal est soumis à l'essai de ductilité à la température ordinaire, une charge suffisante ultérieurement à déformer la phase cristalline pourra être appliquée avant que la rupture se produise; en d'autres termes, le métal est ductile, et il a gagné en ductilité parce que la cohésion de la phase amorphe s'accroissait avec le décroissement de la température, dans une proportion plus rapide que la cohésion de la phase cristalline. Il ne faut pas faire de conclusion. La limite de ductilité d'un métal à une certaine température ne signifie pas que la phase cristalline avait subi la plus grande déformation possible à cette température. Elle indique simplement que la charge nécessaire pour déformer ultérieurement cette phase ne pouvait, sans rompre le métal, lui être appliquée sous forme de traction. Quand bien même il faudrait une charge plus grande pour déformer la phase cristalline à une température plus basse, la charge augmentée qui peut être appliquée par tension avant de produire la rupture (ce qui dépend beaucoup de la cohésion de la phase amorphe) sera beaucoup plus grande que l'accroissement de cohésion de la phase cristalline. Un métal donné peut supporter une déformation beaucoup plus forte à une température inférieure à celle rendant les grains équiaxes, en appliquant une pression plus que par la tension. Les ruptures des métaux par la pression doivent comme telles être considérées comme une modification naturelle de la rupture par tension. Par exemple, un métal peut être soumis aux pressions hydrostatiques les plus élevées qui soient maintenant possibles, sans éprouver la moindre déformation permanente. C'est pourquoi, les pressions seules ne changeront pas la forme extérieure d'un métal c'est-à-dire qu'elles ne le déformeront pas d'une façon permanente. En effet, la déformation par pression implique une différence de pression entre deux parties, plus élevée que la résistance opposée à la déformation par la cohésion du métal. Dans quelques cas, durant l'application de la pression à un métal, certaines parties de celui-ci sont actuellement dans un état de tension qui peut
la phase cristalline. Un métal donné peut supporter une déformation beaucoup plus forte à une température inférieure à celle rendant les grains équiaxes, en appliquant une pression plus que par la tension. Les ruptures des métaux par la pression doivent comme telles être considérées comme une modification naturelle de la rupture par tension. Par exemple, un métal peut être soumis aux pressions hydrostatiques les plus élevées qui soient maintenant possibles, sans éprouver la moindre déformation permanente. C'est pourquoi, les pressions seules ne changeront pas la forme extérieure d'un métal c'est-à-dire qu'elles ne le déformeront pas d'une façon permanente. En effet, la déformation par pression implique une différence de pression entre deux parties, plus élevée que la résistance opposée à la déformation par la cohésion du métal. Dans quelques cas, durant l'application de la pression à un métal, certaines parties de celui-ci sont actuellement dans un état de tension qui peut amener leur rupture. Dans d'autres cas, toutes les parties du métal sont soumises à la pression, mais certaines d'entre elles supporteront une pression encore plus forte que d'autres, laquelle causera une déformation permanente. On peut, en utilisant la malléabilité, déformer un métal dans une mesure beaucoup plus grande que par l'emploi de la ductilité. Il est douteux que la limite actuelle de déformation d'un métal cristallin quelconque ait toujours été atteinte dans l'expérience. La limite temporaire de déformation est toujours atteinte, quand la charge nécessaire à déformer le métal en amène aussi la rupture. Les observations de Beilby sur le cuivre, l'or et l'argent, faites suivant ces idées, sont très intéressantes. Nous donnons la description de ces expériences en laissant la parole à l'auteur : "On a employé le cuivre, l'or et l'argent à leur plus grand état de pureté. Le diamètre des fils, à toutes les périodes, a été mesuré avec soin par un appareil à vis micrométrique. Les accroissements de longueur, lors de l'étirage, ont aussi été mesurés. Après un recuit final, des fils étaient étirés de manière à être amenés à quatorze fois leur longueur primitive. On déterminait leur ténacité en appliquant une charge d'eau au fil
l'emploi de la ductilité. Il est douteux que la limite actuelle de déformation d'un métal cristallin quelconque ait toujours été atteinte dans l'expérience. La limite temporaire de déformation est toujours atteinte, quand la charge nécessaire à déformer le métal en amène aussi la rupture. Les observations de Beilby sur le cuivre, l'or et l'argent, faites suivant ces idées, sont très intéressantes. Nous donnons la description de ces expériences en laissant la parole à l'auteur : "On a employé le cuivre, l'or et l'argent à leur plus grand état de pureté. Le diamètre des fils, à toutes les périodes, a été mesuré avec soin par un appareil à vis micrométrique. Les accroissements de longueur, lors de l'étirage, ont aussi été mesurés. Après un recuit final, des fils étaient étirés de manière à être amenés à quatorze fois leur longueur primitive. On déterminait leur ténacité en appliquant une charge d'eau au fil suspendu verticalement. Comme on l'a établi plus haut, le maximum de ténacité était atteint dans les fils étirés de trois à cinq fois leur longueur première. Un fil étiré ne présente pas d'allongement général, même sous la charge de rupture. Les parties rompues montraient, lorsqu'elles étaient rapprochées, que le faible allongement produit au point de rupture, pouvait s'élever à 1/100, au moins, mais il était purement local, ce qui était prouvé non seulement par l'absence d'aucun allongement général des fils, mais aussi par une série complète de mesures du diamètre en beaucoup de points de leur longueur. La ténacité était toujours calculée par rapport à la section moyenne obtenue à l'aide de ces mesures. On fit d'abord un grand nombre d'expériences à la température ordinaire, puis on les répéta à la température de l'air liquide (-82 °). Les résultats réunis dans le tableau ci-dessous montrent qu'à cette basse température, la ténacité des métaux s'était très accrue : Ténacité à -82° Or : 106360 kilogrammes par mètre Argent : 36500 Cuivre : 39960 Le résultat le plus imprévu fut que tous les fils étirés écroués, s'allongeaient, à basse température, de 1 à 12 °/, avant de se rompre. La plasticité qui
allongement produit au point de rupture, pouvait s'élever à 1/100, au moins, mais il était purement local, ce qui était prouvé non seulement par l'absence d'aucun allongement général des fils, mais aussi par une série complète de mesures du diamètre en beaucoup de points de leur longueur. La ténacité était toujours calculée par rapport à la section moyenne obtenue à l'aide de ces mesures. On fit d'abord un grand nombre d'expériences à la température ordinaire, puis on les répéta à la température de l'air liquide (-82 °). Les résultats réunis dans le tableau ci-dessous montrent qu'à cette basse température, la ténacité des métaux s'était très accrue : Ténacité à -82° Or : 106360 kilogrammes par mètre Argent : 36500 Cuivre : 39960 Le résultat le plus imprévu fut que tous les fils étirés écroués, s'allongeaient, à basse température, de 1 à 12 °/, avant de se rompre. La plasticité qui avait disparu à 18 °, réapparaissait à basse température. Notre conclusion du moment était due à l'accroissement général de la ténacité qui rendait le fil capable de résister davantage aux efforts de rupture dans la filière. Notre discussion montre que le simple accroissement de ténacité ne peut être la cause de la ductilité observée par Beilby. Ainsi, Hadfield (38) a reconnu que la ductilité du fer décroissait avec l'augmentation de ténacité provoquée en abaissant la température à celle de l'air liquide. Ce qui est arrivé dans les expériences de Beilby, c'est que la ténacité s'accroissait plus vite par le décroissement de la température, que la cohésion de la phase cristalline due à la cohésion différentielle entre cette phase et la phase amorphe. Reprenons le diagramme C, et supposons que la température ordinaire corresponde à 30 degrés, celle de l'air liquide, à -100 degrés et que les courbes données représentent en général, les propriétés des phases cristalline et amorphe des métaux expérimentés par Beilby. A la température ordinaire, la cohésion de la phase cristalline est de 2,2 c et celle de la phase amorphe, de 5,5 c, tandis qu'à -100 degrés, les mêmes cohésions sont respectivement de 2,7 c et 8,5
de la ductilité observée par Beilby. Ainsi, Hadfield (38) a reconnu que la ductilité du fer décroissait avec l'augmentation de ténacité provoquée en abaissant la température à celle de l'air liquide. Ce qui est arrivé dans les expériences de Beilby, c'est que la ténacité s'accroissait plus vite par le décroissement de la température, que la cohésion de la phase cristalline due à la cohésion différentielle entre cette phase et la phase amorphe. Reprenons le diagramme C, et supposons que la température ordinaire corresponde à 30 degrés, celle de l'air liquide, à -100 degrés et que les courbes données représentent en général, les propriétés des phases cristalline et amorphe des métaux expérimentés par Beilby. A la température ordinaire, la cohésion de la phase cristalline est de 2,2 c et celle de la phase amorphe, de 5,5 c, tandis qu'à -100 degrés, les mêmes cohésions sont respectivement de 2,7 c et 8,5 c. Beilby a étiré les fils à froid, à la température ordinaire, jusqu'à ce qu'ils devinssent fragiles. Par le refroidissement à -100° (-78 degrés), le rapport entre les cohésions des phases amorphe et cristalline avait grandement augmenté, de sorte qu'à -100 degrés la charge de rupture pouvait être appliquée sans que les métaux se rompissent, mais suffisait pour déformer la phase cristalline. Il sera évident d'après ce qui a été dit, que les métaux peuvent être étirés à la température de -100 degrés jusqu'à ce qu'ils deviennent fragiles à cette température, et qu'ensuite, ils deviennent ductiles, quand ils sont refroidis, jusqu'à une température de, par exemple, -50 degrés. Une expérience ultérieure avec un fil d'un alliage de cuivre et d'aluminium s'accorda parfaitement avec ces idées fondamentales. Le fil était travaillé à froid à la température ordinaire jusqu'à ce qu'il se rompit quand il était plié sous un angle d'environ 60°. Un morceau du fil devenu cassant était alors immergé dans l'acide liquide; il pouvait ensuite être plié deux fois et redressé de nouveau sans se rompre. Une série d'expériences ultérieures plus complètes sur ces questions est maintenant achevée et fera l'objet d'un mémoire spécial. L'hypothèse qui leur sert de base
que les métaux se rompissent, mais suffisait pour déformer la phase cristalline. Il sera évident d'après ce qui a été dit, que les métaux peuvent être étirés à la température de -100 degrés jusqu'à ce qu'ils deviennent fragiles à cette température, et qu'ensuite, ils deviennent ductiles, quand ils sont refroidis, jusqu'à une température de, par exemple, -50 degrés. Une expérience ultérieure avec un fil d'un alliage de cuivre et d'aluminium s'accorda parfaitement avec ces idées fondamentales. Le fil était travaillé à froid à la température ordinaire jusqu'à ce qu'il se rompit quand il était plié sous un angle d'environ 60°. Un morceau du fil devenu cassant était alors immergé dans l'acide liquide; il pouvait ensuite être plié deux fois et redressé de nouveau sans se rompre. Une série d'expériences ultérieures plus complètes sur ces questions est maintenant achevée et fera l'objet d'un mémoire spécial. L'hypothèse qui leur sert de base a été suffisamment vérifiée de sorte que les résultats peuvent dorénavant être prédits. J'ai considéré l'application de cette hypothèse aux métaux purs et aux solutions solides. Son application aux autres classes de corps sera plus complète. Prenons l'acier comme exemple. Les courbes de cohésion-température du fer pur présentent, sur la courbe cristalline, des inflexions correspondant aux points allotropiques. Les courbes approchées relatives au fer, et à la cémentite auraient à être vérifiées. L'acier recuit représente au moins trois substances différentes au point de vue physique: savoir, les cristaux de ferrite, ceux de cémentite, et la solution amorphe de fer et de carbone de fer. Après la déformation à froid, il peut exister cinq constituants physiquement différents savoir, des cristaux de ferrite, du fer amorphe, des cristaux de cémentite, de la cémentite amorphe et la solution amorphe de fer et de cémentite. Connaissant leurs propriétés et leur position structurale dans l'acier, on peut prédire quelles seront les propriétés physiques de la pièce de métal considérée dans son ensemble. Il faudrait montrer que les métaux qui paraissent pouvoir être le plus améliorés par les traitements mécaniques ou ceux qui, en dernier lieu, offriront une résistance élevée à la traction, jointe ou non
courbe cristalline, des inflexions correspondant aux points allotropiques. Les courbes approchées relatives au fer, et à la cémentite auraient à être vérifiées. L'acier recuit représente au moins trois substances différentes au point de vue physique: savoir, les cristaux de ferrite, ceux de cémentite, et la solution amorphe de fer et de carbone de fer. Après la déformation à froid, il peut exister cinq constituants physiquement différents savoir, des cristaux de ferrite, du fer amorphe, des cristaux de cémentite, de la cémentite amorphe et la solution amorphe de fer et de cémentite. Connaissant leurs propriétés et leur position structurale dans l'acier, on peut prédire quelles seront les propriétés physiques de la pièce de métal considérée dans son ensemble. Il faudrait montrer que les métaux qui paraissent pouvoir être le plus améliorés par les traitements mécaniques ou ceux qui, en dernier lieu, offriront une résistance élevée à la traction, jointe ou non à la ductilité, posséderont a) Une cohésion élevée dans les phases cristalline et amorphe, et que b) La cohésion de cette dernière phase serait beaucoup plus grande que celle de la première, à la température ordinaire. De pareils métaux auront des températures d'équicochlence relativement élevées. Dans le tungstène fibreux, on obtient un état qui rend la ductilité à la température ordinaire plus grande que celle du tungstène à grains équiaques. L'hypothèse générale de l'accroissement de ductilité lors du refroidissement des températures dans les métaux de structure fibreuse est tout à fait indépendante de la ductilité relative de structure fibreuse et équiaque. Dans les expériences de Beilby, déjà citées, par exemple, la ductilité, à 182°, des métaux à structure fibreuse, ne peut avoir été aussi grande que celle des métaux rendus équiaques à la même température. Avec la plupart, sinon tous les métaux, cependant, une certaine température basse devra être atteinte, à laquelle les métaux, dans la condition de grains équiaques, seront fragiles, et où les mêmes métaux, possédant la structure fibreuse produite à quelque température plus élevée, seront ductiles. Le fer, par exemple, possède ces propriétés à la température de l'air liquide, et le tungstène et le molybdène, à la
obtient un état qui rend la ductilité à la température ordinaire plus grande que celle du tungstène à grains équiaques. L'hypothèse générale de l'accroissement de ductilité lors du refroidissement des températures dans les métaux de structure fibreuse est tout à fait indépendante de la ductilité relative de structure fibreuse et équiaque. Dans les expériences de Beilby, déjà citées, par exemple, la ductilité, à 182°, des métaux à structure fibreuse, ne peut avoir été aussi grande que celle des métaux rendus équiaques à la même température. Avec la plupart, sinon tous les métaux, cependant, une certaine température basse devra être atteinte, à laquelle les métaux, dans la condition de grains équiaques, seront fragiles, et où les mêmes métaux, possédant la structure fibreuse produite à quelque température plus élevée, seront ductiles. Le fer, par exemple, possède ces propriétés à la température de l'air liquide, et le tungstène et le molybdène, à la température ordinaire. La phase amorphe du fer est supposée fragile à la température ordinaire, mais elle n'est pas assez pour produire la rupture le long des limites des grains. La température de l'air liquide, toutefois, agissant sur du fer à grain grossier, le fera se rompre le long des limites des grains. Un métal avec structure à grains équiaques ne peut être très ductile à haute température parce que la phase amorphe y est plus faible que la phase cristalline. Sa ductilité (en lui attribuant celle d'un métal ductile) s'accroîtra par le refroidissement, jusqu'à une certaine température, au-dessous de laquelle elle commencera à décroître. La température peut être abaissée suffisamment pour le rendre fragile. On a également obtenu des preuves expérimentales montrant que, si un métal est travaillé à une certaine température au-dessous de sa température de recuit, jusqu'à ce qu'il y devienne cassant, il sera plus fragile aux températures supérieures à celle de travail, mais inférieures à celle de recuit. En terminant, l'auteur exprime sa reconnaissance à M. Benbow (B.-L.), directeur de la section de fontainerie de Cleveland à l'instigation et sous la direction duquel ce travail a été opéré. Il remercie également les personnes qui l'ont aidé dans