12 H. LE CHATELIER — L'ÉTAT ACTUEL DES THÉORIES DE LA TREMPE DE L'ACIER 



cas, par exemple, du ferro-nickel, de l'acier-man- 

 ganèse : ce sont là des phénomènes spéciaux qui 

 devront être étudiés à part. 



L'objet d'une théorie de la trempe est de ratta- 

 cher ses efifets à certains changements dans les 

 facteurs élémentaires simples dont dépendent 

 toutes les propriétés des métaux et alliages. 



Ces facteurs élémentaires, au nombre de trois, 

 sont les suivants : 



1° État chimique,. cesi-k-àivB nature des corps 

 simples et de leurscombinaisons mutuelles existant 

 dans le métal; 



2" État 'physique, c'est-à-dire forme, dimension 

 et répartition des éléments chimiques juxtaposés. 



3° Étal mécanique, c'est-à-dire déformation élas- 

 tique ou permanente, provoquée dans le métal 

 par des efforts mécaniques; l'écrouissage en est 

 une des manifestations les plus communes. 



I. — État chimioue. 



L'étude chimique de la trempe comprend, au 

 point de vue historique, trois étapes bien dis- 

 tinctes : la découverte du rôle des changements 

 d'état chimique du carbo/ic, celle des phénomènes 

 de récalescence,qui sont une manifestation de ces 

 changements chimiques, enfin la découverte des 

 carbures, combinaisons définies du carbone et du 

 fer. Il reste encore à préciser le rôle exact de ces 

 carbures et les relations de leurs changements 

 d'état avec les transformations allotropiques du fer 

 libre, découvertes au cours des éludes sur laréca- 

 lescence. 



§1- 



Du carbone. 



Le carbone est l'élément essentiel des aciers 

 trempants, qui en renferment, en général, de 0,2 

 à 1,4 °/„. Ce fait, reconnu par Karsten, Berxelius, 

 Berthier, a été définitivement établi parles expé- 

 riences de Marguerite et de Caron. Les corps 

 étrangers ajoutés au fer peuvent modifier l'efi'ot 

 du carbone, mais jamais le remplacer. Tous les 

 aciers véritablement trempants sont carbures, et, 

 réciproquement, tout fer convenablement carburé 

 est trempant. 



Le carbone est à un état chimique diffèrent dans 

 l'acier trempé et l'acier recuit. Ce fait aété reconnu 

 d'abord par Faraday. Caron ensuite a observé que 

 les aciers trempés sont solubles sans résidus dans 

 l'acide chlorhydrique concentré et chaud, tandis 

 que, dans les mêmes conditions, l'acier recuit laisse 

 un abondant dépôt charbonneux. MM. Osmond et 

 Werth, M. Carnot, ont montré que l'acier trempé, 

 en se dissolvant dans l'acide azotique moyenne- 

 ment concentré (méthode Eggertz), donne une 

 coloration beaucoup moins intense que l'acier re- 

 cuit. Weyl, Abel, Millier, par des réactifs chi- 



miques appropriés, ont isolé de l'acier recuit des 

 paillettes d'un carbure métallique que ne donne 

 pas l'acier trempé. 



Il existe une relation, sinon très précise, tout au 

 moins approchée, entre l'état du carbone et les pro- 

 priétés mécaniques du métal. Voici un tableau 

 comparatif montrant la corrélation existant entre 

 la ténacité d'un même acier trempé dans des con- 

 ditions variables, et sa teneur apparente en carbone 

 estimée suivant la méthode Eggertz par la colora- 

 tion de sa solution azotique : 



!«'' ACIER 2° ACIER 



C. apparent Ténacité C. apparent 



75 kg. 

 91 — 

 H8 — 



0,G3 

 0,16 

 0,39 



0,21 



o,n 



0,13 

 0.11 



Le première série se rapporte à un acier à 

 0,63 7o de carbone, étudié par M. Charpy, et la 

 seconde à un acier à 0,21 de carbone, étudié par 

 M. Ilowe. 



§ 2. — La Récalescenee. 



Un jour tout nouveau aété jeté sur la trempe 

 par l'étude des phénomènes qui se produisent 

 quand on chauffe ou que l'on refroidit lentement 

 l'acier. Ces expériences ont fait reconnaître que la 

 trempe est sous la dépendance d'une transforma- 

 tion, d'un changement d'état réversible, que 

 réchauffement produit dans les aciers, et que le 

 refroidissement, s'il est suffisamment lent, laisse 

 disparaître, sans qu'il reste aucune trace, aumoins 

 d'ordre chimique, de son existence passagère. Ce 

 phénomène est en relation directe avec l'état chi- 

 mique du carbone, mais celte relation n'a pas été 

 immédiatement reconnue ; exposons d'abord les 

 faits. 



D'après les observations de Gore et de Barrett, 

 une tige d'acier dur, échauffée progressivement 

 jusqu'au rouge vif, éprouve, à un certain moment, 

 un ralentissement brusque dans sa dilatation, en 

 même temps que dans l'accroissement de son éclat ; 

 sa température cesse momentanément d'aug- 

 menter. Au refroidissement, les phénomènes in- 

 verses se produisent, mais d'une façon beaucoup 

 plus visible parce qu'ils sont plus brusques. La 

 contraction et la chute de température peuvent 

 même être momentanément renversées, l'éclat du 

 métal augmente d'une façon passagère, d'où le 

 nom de récalescenee donné à ce phénomène. 



Ces deux changements d'état inverse ne se pro- 

 duisent pas exactement à la même température, à 

 réchauffement et au refroidissement; ils sont, ce- 

 pendant, rigoureusement réciproques l'un de 

 l'autre. D'après les observations de Brinnel, confir- 

 mées par lesexpériences plus précises de M.M. Os- 



