18 H. LE CHATELIRR — L'ÉTAT ACTUEL DES THÉORIES DE LA TREMPE DE L'ACIER 



§ 4. — Transformations allotropiques du fer. 



Lacomplication, déjà très grande, du phénomène 

 de trempe, quand on n'envisage que le rôle des car- 

 bures de fer, est exagérée encore par l'existence de 

 plusieurs changements allotropiques du fer, dont les 

 deux plus importantes ont été découvertes pai' 

 M. Osmond et la troisième plus récemment par 

 MM. Hall et Curie. Les deux premiers se produisant 

 entre 700 et 900°, c'est-à-dire aux températures 

 usuelles de trempe, peuvent intervenir dans cette 

 opération. 



Ces trois transformations allotropiques sont ca- 

 ractérisées par des absorptions de chaleur latente 

 à réchauffement (Osmond, par des variations de 

 conductibilité électrique (Henry Le Chatelier), des 

 changements de propriétés magnétiques ^Curiei, 

 et des variations de volume. Elles se produisent 

 respeclivemenl aux températures de : 



74U'^ SjO» 1280" 



Celle de 7-40" est principalement caractérisée par 

 une disparition à peu près complète des propriétés 

 magnétiques du fer; elle donne lieu aune faible 

 absorption de chaleur latente; elle est remarquable 

 par sa fixité ; sa température de production varie 

 peu avec la vitesse des changements de tempéra- 

 ture et elle est sensiblement la même à l'échauffe- 

 menl et au refroidissement. 



Celle de 850 est principalement caractérisée par 

 un brusque changement dans la loi de variation de 

 la résistance électrique, qui, après avoir décuplé 

 depuis la température ordinaire, ne croît plus que 

 d'une façon insensible au-dessus de cette tempé- 

 rature. Cette transformation, comme celle de réca- 

 lescence, se déplace inégalement suivant la vitesse 

 des variations de température. 



Dans la méthode par échauffement, employée par 

 M. Osmond, l'importance du ralentissement dans 

 les variations de température décroilà mesure que 

 la teneur en carbone de l'acier augmente. Le ra- 

 lentissement de 7'iO disparaît complètement pour 

 les teneurs en carbone supérieures à 0,4 et celle de 

 850 pour les teneurs supérieures à 0,lo. Or, en se 

 reportant aux résultats de l'étude micrographique 

 des aciers trempés à diverses températures, on 

 reconnaît que ces proportions sont précisément 

 celles pour lesquelles la martensite a absorbé la 

 totalité de la ferrite aux deux températures de 

 740 et de 850. Les ralentissements observés par 

 M. Osmond se rapportent donc exclusivement aux 

 changements éprouvés par la ferrite à l'état libre. 



Far contre, mes expériences sur les résistances 

 électriques accusent encore le changement de 850" 

 même dans les aciers très carbures. Seulement, la 

 température des transformations semble s'abaisser 



un peu et se rapprocher de 800°. Si ces expérien- 

 ces ne sont pas erronées ', il faudrait en conclure 

 que le fer dans la martensite éprouve un change- 

 ment allotropique semblable à celui qu'il éprouve à 

 l'étatlibre; la température seule en serait modifiée. 

 Cela serait conforme à toutes les analogies; les 

 changements dans l'état de l'eau, qui se manifes- 

 tent par l'existence de son maximum de densité, 

 se retrouvent encore dans les solutions aqueuses; 

 mais la température de ce maximum de densité 

 est déplacée. Ce changement de la martensite 

 pourrait échapper à l'observation dans la méthode 

 par refroidissement de M. Osmond, s'il ne se pro- 

 duit qu'avec une certaine lenteur; il ne donnerait 

 alors aucun temps d'arrêt appréciable. De nou- 

 velles expériences sont nécessaires pour résoudre 

 ces contradictions apparentes. 



Si l'on veut admettre provisoirement l'hypothèse 

 que la martensite peut présenter les deux trans- 

 formations allotropiques correspondant à celles 

 du fer, mais à des températures plus basses et 

 inférieures à celle de recalescence pour la transfor- 

 mation de 740°, on sera conduit à supposer, avec 

 M. Howe, que, dans l'acier trempé, la martensite, 

 c'est-à-dire la dissolution de ferrite et de cémen- 

 tite, subsiste inaltéréeen tantquedissolution,mais 

 sous l'état correspondant à la variété du fer stable 

 au-dessousde 740°, c'est-à-dire la variété magnéti- 

 que. La trempe empêche le dédoublement de la 

 dissolution au point de recalescence, maiselle per- 

 met dans cette dissolution le retour du fer à son 

 état normalement stable à froid. Le changement 

 partiel, se produisant dans un métal complètement 

 solide, amène les tensions qui ont été signalées. 

 Dans le ferro-nickel et l'acier manganèse, il n'y a 

 ni dédoublement de la martensite, ni retour du 

 fer et du nickel à leur état magnétique. Mais cette 

 dernière partie de la théorie de la trempe est 

 appuyée sur des bases expérimentales trop frêles 

 pour être encore envisagée autrement que comme 

 une hypothèse séduisante qui mériterait d'être 

 soumise à un contrôle expérimental sévère. 



H. — Ét.\t physique. 



Il est bien certain cependant que les faits d'ordre 

 chimique ne commandent pas, à eux seuls, le phé- 

 nomène de la trempe. Desaciers trempés demême 

 composition et à un même état chimique ont sou- 

 vent des propriétés très diderentes. Si, comme 

 on l'a vu plus haut, il existe une relation domi- 

 nante entre l'état chimique du carbone et la téna- 

 cité d'un acier, il n'en est pas moins vrai qu'à un 



' La seule cause d'erreur à rodouler serait une sèparalion 

 de graphite pendant les chautt'ages assez prolongés qu'ont 

 nécessités ces expériences, cliaulVages qui ont été faits dans 

 l'hydrogène sec. Mais on n'a observé aucun indice d'altéra- 

 tion de ces aciers. 



