Solidification

“ Le métal même fondu et recuit peut être dans une sorte d’équilibre forcé. Car, si la solidification paraît alors s’être effectuée librement, ce n’est vrai que pour la surface extérieure. Celle-ci, en effet, dès qu’elle est formée, bride le liquide intérieur et y empêche le libre jeu des contractions et des dilatations, de telle sorte que les différens points de la masse sont soumis à des tiraillemens, variables d’ailleurs d’un point à l’autre suivant les hasards du refroidissement. ”

“ On admet généralement aujourd'hui que les roches non stratifiées sont dues au refroidissement et à la solidification de la partie externe du globe, qu'on suppose avoir été primitivement en fusion, ou à l'éjaculation au dehors des matières qui en forment encore la masse centrale, et que les roches stratifiées ont été formées, par sédiment, dans des mers ou des lacs d'eau douce ou salée, déplacés par des bouleversements ultérieurs. ”

“ La formation se fait alors par une réunion précipitée [6] , c’est-à-dire par une solidification soudaine, non par un passage successif de l’état fluide à l’état solide, mais comme d’un seul coup, et cette transformation s’appelle encore cristallisation. ”

“ Lorsque la solidification est à peu près complète, on laisse refroidir les pains, puis on les sort des cristallisoirs ; on les emballe rapidement dans des tonneaux pour éviter l’absorption de l’humidité de l’air et de l’acide carbonique. ”

“ Que la force d’adhérence des mortiers avec les corps étrangers devant suivre la raison directe, composée de la force d’agrégation et de la promptitude de solidification de ces mêmes mortiers, les cimens dits romains sont préférables, aux chaux les plus hydrauliques. Ils présentent de plus l’avantage de n’éprouver, dans la solidification, ni augmentation ni diminution de volume, ce qui permet aussi de les employer au moulage des figures et ornemens. ”

“ Les sables, les graviers, les galets, et les grès, les conglomérats ou les poudingues qui en dérivent par cimentation correspondent aux éléments détritiques les plus grossiers. Les argiles, les marnes et les divers produits de leur solidification, parmi lesquels les phyllades, correspondent aux éléments les plus ténus.
Les sédiments qui ont une origine chimique sont de véritables précipités solidifiés. Certains sont siliceux, comme les meulières; d'autres, calcaires, comme certains travertins et tufs. ”

“ On peut assimiler la terre à un bain de fonte et d'autres métaux en fusion dont les silicates divers, qui constituent les roches, seraient la scorie.
Les roches éruptives sont le produit plus ou moins direct de la solidification, de la scorification du noyau métallique fondu. C'est donc dans ces roches qu'on doit chercher le premier terme, accessible à notre investigation, de gisements quelconques métallifères et, en particulier, de gisements de fer. ”

“ Le point de solidification d’un corps fondu ne peut être abaissé indéfiniment par addition de quantités croissantes de
Fig. 3 Kohlenstoff : Carbone. — Graphit u. Diamant : Graphite et Diamant. — Schmelzpunkt : Point de fusion. — Cementit : Cementite — Gusseisen : Fonte. — Schmiedeisen : fer doux. — Eisen : Fer. — Martensit : Martensite. — Perlit : Perlite. — Stahl : Acier. — Proz. C : Carbone %. — Flüssig : Liquide. la substance dissoute ; il en est de même du point de transformation d’une telle solution solide. ”

“ La solidification est souvent le résultat d’une secousse. De l’eau qui est près de se congeler, se couvre de cristaux, si on ébranle le vase qui la contient. Rappelons-nous encore, quoiqu’elles semblent de nature bien différente, les expériences de Chladni où un ébranlement produit en même temps un son et une forme régulière. ”

“ Mais, le matin, quand, revêtu de mon scaphandre, je parcourus la masse liquide par une température de six a sept degrés au-dessous de zéro, je remarquai que les murailles latérales se rapprochaient peu à peu. Les couches d'eau éloignées de la fosse, que n'échauffaient pas le travail des hommes et le jeu des outils, marquaient une tendance à se solidifier. En présence de ce nouveau et imminent danger, que devenaient nos chances de salut, et comment empêcher 369 la solidification de ce milieu liquide, qui eût fait éclater comme du verre les parois du Nautilus? ”

“ La solidification du plâtre cru, par ce moyen, est encore plus prompte que celle du plâtre cuit, par les procédés ordinaires, et le corps solide qu'on obtient, quand il est desséché, ne diffère pas par ses propriétés extérieures de celui obtenu ordinairement.
Il y a certainement un point de densité, dans la solution alcaline, où la masse acquiert sa plus grande dureté; mais tant
qu'on n'a pas atteint ce point de saturation, on peut briser et pulvériser la masse, et on n'a qu'à la mélanger avec une nouvelle portion de solution alcaline, pour obtenir de nouveau une masse solide. ”

“ Au lieu des nombreux agents hypothétiques qui ont été invoqués dans la théorie du dynamométamorphisme, agents qui ne sont pas susceptibles de contrôle, tout s'explique clairement si l'on admet que la solidification du granite s'est faite sous une grande pression. ”

“ Ce que dans le procédé habituel on obtient au moyen d’un dissolvant et grâce aux rapports de solubilité, on l’obtient ici par la variation de température et les transformations correspondantes, c’est-à-dire par la fusion et la solidification. L’avenir nous dira jusqu’à quel point ce second procédé peut être économique, mais ce qui est certain, c’est que les opérations qu’on a exécutées dans le laboratoire sur quelques grammes de matière sont aussi bien réalisables industriellement sur plusieurs kilogrammes. La possibilité du traitement sur une grande échelle n’est pas douteuse ”

“ Ainsi, de toute manière, la masse devra se solidifier à partir du centre. La surface commence à se recouvrir définitivement d’une carapace solide quand toute la masse est arrivée à une température voisine du point de solidification, et sous cette croûte il pourra exister encore çà et là des amas de liquide. ”

“ Ces défauts sont : une grande lenteur de durcissement, une solubilité prolongée dans l'eau, et une faculté de retrait considérable ; c'est surtout celle-ci qui leur nuit dans les ouvrages journaliers ; elle les en exclut pour ainsi dire. Sans elle , une foule d'applications leur conviendraient encore , et souffriraient peu de la lenteur de solidification , nullement de la solubilité ; mais les fentes multipliées qu'elle produit, n'en permettent pas l'emploi dans le plus grand nombre de cas. ”

“ La solidification de l'acier qui contient des élémonts autres que le fer : C, Si, Mn, Ph, S, donne lieu à ce phénomè- ne qui porte, dans ce cas, le nom de ségrégation : il est d'autant plus marqué que le refroidissement est plus lent.
Ainsi les zones périphériques, solidifiées les premières, ont une composition identique à celle de l'acier fondu ; les autres, dont le refroidissement est plus lent, ont une composition variable : les éléments les plus carburés qui sont les plus fluides, ont une tendance à s'accumuler vers la partie centrale du lingot. ”

“ Cette solidification complète ne s' effectue qu 'après un temps assez long ; aussi ne la remarque - t - on que dans le cœur du bois , auquel le ligneux
communique cette dureté qui le fait apprécier pour les travaux de charpente et de menuiserie ; la vie végétale ne se continue plus alors que par la partie extérieure du tronc , par l' aubier , par les couches encore jeunes dont les vaisseaux non encore imprégnés sont librement traversés par les liquides nourriciers . ”

“ Relation avec l’intervalle de solidification ; par MM. A. Portevin et P. Bastien 850 — Durcissement structural à chaud des alliages fer-nickel-tungstène ; par MM. A. Portevin, E. Prétet et H. Jolivet 1237 — Principes de traitement des minerais de nickel ; par M. B. Bogitch 1500 — Sur la limite élastique de l’acier extra-doux étiré à la filière ; par M. Jean Galibourg 1635 — Voir Alliages, Chaleur, Corrosion, Fontes, Rayonnement. Météorites. — Chutes récentes de météorites en Afrique occidentale ”

“ Il faut alors, si l'on veut tirer parti de la matière, la ramener, par une manipulation nouvelle, à l'état de pâte ou de bouillie homogène ; or, et c'est en ceci que consiste l'anomalie, la pâte ou bouillie ainsi rema-
niée descend, pour l'énergie relativement au temps de la prise et à tout ce qui tient aux débuts de la solidification, au rang des chaux hydrauliques les plus faibles. ”

“ L'ossature du globe que nous fouillons chaque jour pour en extraire des richesses minérales que leur abondance peut faire croire inépuisables représente donc la plus ancienne existence sur la terre; après les solidifications des granits et des autres roches ignées, les dépôts sédimentaires, au nombre desquels il faut compter les houilles, la plupart des marbres, etc., etc., sont venus successivement se recouvrir à la manière de nos dépôts d'alluvion qui constituent avec les tourbes les exemples les plus frappants des formations contemporaines. ”

“ Cette macrostructure est modifiée par tous les travaux mécaniques de forgeage et est peu sensible aux traitements thermiques subséquents.
2° Structure secondaire ou microstructure. — La solution solide d'autre part s'organise en grains dont les contours ou joints forment un réseau de solidification, ce qui constitue une
(1) Voir « La macrostrucLure de l'acier examinée au moyen du réactif cuivrique Stead Le Chatelier », par A. PORTEVIN et BERNARD (Publications de la Revue de Métallurgie, Dunod et Pinat, éditeurs, 1918) . ”

“ Au-dessous de la couche peu profonde que remuent nos machines agricoles, que fécondent des engrais empruntés soit à nos fermes, soit à nos fabriques de produits chimiques, est le sous-sol où nos mineurs vont chercher les matériaux nécessaires aux constructions : la pierre à bâtir, le sulfate de chaux destiné à la fabrication du plâtre, le granit, le marbre, les ardoises, la houille, la tourbe, les minerais de fer, de plomb, de zinc, de cuivre, les argiles employées à la fabrication des poteries, le sable qui entre dans la constitution du verre et du cristal, etc. ”

“ Sous la halle voisine de la grande fonderie, un four spécial fondait l’acier ; et le métal en fusion était reçu dans une grande poche de fonte, garnie de terre réfractaire, qui le versait ensuite mécaniquement dans des moules en forme de lingot. Des ponts roulants électriques, des grues d’une puissance considérable, soulevaient, transportaient ces lourdes masses, les amenaient aux laminoirs, les conduisaient aux ateliers de rivetage et de boulon nage. ”

“ Depuis le jour où les premiers hommes creusèrent un trou dans la terre, pour y fondre le minerai en le mêlant à des branches d’arbre qu’ils allumaient, la fonte des métaux n’a guère changé. C’est toujours la même méthode enfantine et primitive, nos hauts fourneaux ne sont que les trous préhistoriques, dressés en des colonnes creuses, agrandis selon les besoins, dans lesquels on continue de jeter pêle-mêle le métal à fondre et le combustible, qu’on brûle ensemble. ”

“ À côté des anciennes mines de Massa, j’ai rencontré les mines des fonderies où l’on traitait les minerais. Le fer, le cuivre, le plomb et l’argent étaient extraits de la roche par la fusion, analysés par les essayeurs de la république et expédiés ensuite sur les différens marchés de la péninsule et de l’Europe. Les scories que j’ai retrouvées autour des fonderies, souvent en tas immenses, indiquent un traitement intelligent, car elles n’accusent plus que de très faibles traces des métaux traités. ”

“ Or, à côté de ces fers doux, fondus ou non fondus, il y a des fers durs qui durcissent surtout par la trempe, et dont les qualités essentielles, la dureté, l'élasticité, sont complètement indépendantes de l'opération physique appelée fusion. ”

“ Lorsque la matière est en fusion, un ouvrier agite avec un ringard la masse jusqu'à ce que son outil glisse facilement sur la sole. Celte agitation facilite la fusion de morceaux non fondus et en même temps les réactions. Ce brassage terminé, on laisse la matière en repos pour permettre à la matte de se séparer de la scorie. Cette dernière est ensuite rablée hors du four et coulée dans des moules aménagés sur le sol de l'atelier. La scorie ainsi éliminée doit être très fluide. Lorsqu'elle a été entièrement rablée, on introduit une nouvelle charge de minerai. ”

“ Quant à la soudure ou à la fusion des parties qui doivent être séparées, que ce soient deux membres ou deux individus qui soient soudés ou fusionnés suivant divers points de leur surface, nous pensons, avec M. Coste, que toutes les fois que deux êtres, ou deux parties d'un même être, se développent dans un sens tel, que les points de l'un tendent à occuper les mêmes points de l'espace que les points de l'autre, il doit y avoir nécessairement fusion, ou simplement soudure, suivant le nombre de points communs des deux parties. ”

“ Ensuite tous les spécimens de creusets en terre, en grès, en plombagine, etc.; plusieurs de ces creusets avaient subi l'épreuve du feu dans la fonte des métaux, ce qui permettait d'apprécier la manière dont ils résistaient à la température de fusion du métal ; Des tuyaux en terre et tout ce qui se rapporte au drainage ; Des fourneaux à moufles, des fourneaux d'essai et tous autres objets concernant la chimie ; De magnifiques appareils en grès pour les opérations industrielles, serpentins, tuyaux, etc. ”

“ En fer les mêmes qualités se trouvent. Le travail peut affermir ou appauvrir le nerf, la liaison, y laisser trop ou pas assez de remplissage, comme nous l’avons détaillé ; poussez le feu & le travail trop loin, vous détruisez. On diroit que ce ne sont pas les particules de mines qui ont été en fusion, mais les corps qui les rassemblent, ou qui y sont mêlés ; & que purifier ce métal, n’est proprement, comme nous le verrons au travail de la forge, que lui laisser les parties convenables de nerf & de remplissage, & cela suivant la qualité de chaque espece de mines. ”