(oreilles) pour les tiges de suspension du tablier devaient être prises dans la masse à la forge, mais non pas rabattues ou rapportées. La fourniture du fer nécessaire pour cette construction ayant été mise en adjudication, les concurrents s'élevèrent contre la clause qui exigeait qu'on n'employàt que du fer affine à la forge. Relativement à cette question encore douteuse, un rapport de la direction des mines à Bonn, rédigé par M. Althans, ingénieur, assurait qu'en général il était difficile de se prononcer sur les avantages que présenteraient les procédés d'affinage au feu de forge sur ceux du puddlage dans la fabrication des fers en barres de bonne qualité, et remplissant par leur ténacité et leur solidité toutes les conditions voulues, parce que pour l'un comme pour l'autre des fers ainsi préparés, en supposant que la bonne qualité des fontes employées pour l'affinage fût la mème et le traitement approprié à la qualité de celte matière, tout semblait surtout dépendre de l'habileté de l'ouvrier et de la bonne conduite de l'opération. On ne voit pas en effet de motif fondé pour admettre que le procédé du puddlage donne au fer en barre une qualité inferieure à celui qu'on affine à la forge, et il y a plus, c'est que l'affinage dans les fours à réverbère et avec la houille peut être considéré comme un procédé plus perfectionné, au moyen duquel on peut obtenir, avec les soins conve→ nables, un fer forgé d'une qualité plus égale dans toutes ses parties que par l'affinage à la forge, et en outre que par le cinglage des loupes, le soudage et le passage aux laminoirs des barres brutes suivant leur longueur, on obtient un fer plus résistant qui, en barres épaisses et longues est en général, sous le rapport de sa résistance absolue, préférable au fer de forge, el que sa structure rend plus propre à présenter une cohésion homogène suivant toutes les directions. On avançait aussi dans ce rapport que la fonte produite dans les usines du district de Schleiden étaient, d'après toutes les expériences faites jusqu'à present, de qualité égale à celle des hauts-fourneaux du Rhin et de Siegen, et qu'il en était de mème du fer qu'on y préparait tant au feu de forge que par le puddlage; fer qui s'était toujours distingué par ses bonnes qualites. Le rapport de M. Althans affirmait aussi tout particulièrement que la condition qu'on n'emploierait à la fabri cation des chainons et des boulons que des fers affines au charbon de bois n'offrait aucune sécurité, et bien plus, que dans ce procédé où le fer se trayaille au marteau, il y a plus de chances qu'il reste des scories dans la section transversale des barres que dans le fer puddle, qui consiste en trousse ou paquets corroyés deux fois et passés aux laminoirs. M. Althans appuyait d'ailleurs son assertion sur des expériences pratiques, et citait entre autres un levier à poids pour liroir de machine àcolonne d'eau qu'on avait travaillé avec le plus grand soin au marteau, et qui sur un diamètre rond de 1.5 pouce, n'avait cependant sur sa section qu'une ligne carrée d'épaisseur de bon fer, et qui en conséquence s'est promptement rompu. M. Althans ajoutait de plus cette observation, que longtemps auparavant il avait pu se convaincre de la résistance du fer puddlé et laminé par des expériences de rupture, et que lorsque le fer était fabriqué avec de bonnes matières et des trousses soudées ou corroyées deux fois, ainsi qu'on prépare le fer en barres de l'Alf, on pouvait compter sur une cohésion absolue de 60,000à 80,000liv. au pouce carré ; plusieurs pièces, avant la rupture, s'étaient étirées de 1/4 à 1/2 de leur longueur. Après avoir affirmé que dans le procédé du puddlage tout dépend de la bonne volonté et du soin qu'apporte l'ouvrier, ainsi que de son attention soutenue, il croit que ce qu'il y a de plus sûr est de s'en rapporter aux qualités personnelles des maîtres de furge auxquels on doit laisser la direction consciencieuse des opérations et le choix des meilleurs agents, ainsi que tout le temps pour opérer les livraisons et pour soumettre leurs produits à un contrôle rigoureux. Sans ce contrôle, sans des épreuves suffisantes, le maître de forges ne peut accepter la responsabilite qu'on veut faire peser sur lui.. Enfin, la qualité parfaite du fer livré n'est pas encore suffisante pour donner une pleine et entière confiance; la mise en œuvre de ce fer exige aussi la plus rigoureuse attention. Toute chaude suante donnée à la forge diminue la cohésion dans une proportion notable, au point qu'elle peut souvent descendre de moitié, lorsque l'opération est exécutée sans attention et maladroitement, ce qui contraint à donner plus d'épaisseur dans tous les points où il y a soudure, En comparant les fers en barre affinés à la forge et au charbon de bois, avec ceux fabriqués au four à puddler et à la houille, M. Malberg s'est trouvé entièrement d'accord avec les termes du rapport de M. Althans, et il a pu se convaincre que les fers en barres puddles et laminės possédaient au moins une résistance absolue égale, sinon supérieure à celle du fer fabriqué au feu de forge et au marteau, en sup posant ces deux sortes fabriquées avec le même soin, et qu'on n'ait égard qu'à la fibre de fer seule, sans tenir compte des points défectueux. Mais il arrive très souvent que le fer travaillé au marteau, par suite des scories qui sont restées à son intérieur, est sans liaison ou pailleux, défaut qu'on ne remarque pas toujours à l'extérieur et que toute l'habileté de l'ouvrier ne parvient pas constamment à éviter. Dans le laminage du fer en barres, aussitôt après l'affinage au four à puddler, à une température élevée où là scorie est encore très-fluide, cet inconvénient se présente moins aisément, parce que cette scorie peut alors être complétement exprimée lorsque les laminoirs sont convenablement ajustés à l'épaisseur de la barre. Sous ce rapport, le fer laminé a un avantage direct sur celui fabriqué au marteau, mais il en possède encore un autre qui consiste en ce que le grain du fer est allongé et étiré dans la direction suivant laquelle la charge fera plus tard effort dans les chaînes du pont. Supposons qu'il reste encore des scories dans les maquettes laminées une première fois et ayant de 3/4 à 1 pouce d'épaisseur et 6 pouces de largeur; l'examen et l'épreuve qu'on leur fera subir, chose qu'on ne doit jamais nėgliger, permettront facilement de s'en apercevoir, et quand ce défaut parviendrait à échapper, il se trouvera distribué en formant la trousse entre 6 à 10 pièces de même section, et par conséquent, au second laminage, il n'occupera plus que 1/6 ou 1/10 de l'aire de section qu'il avait précédemment. Que le même defaut se présente au même point dans les 6 ou 10 pièces, est une circonstance tout à fait invraisemblable. Dans le forgeage au marteau, au contraire, ce défaut reste toujours à la même place, il ne peut plus se répartir dans la masse, ni jamais s'atténuer, par l'étirage, à ce minimum qu'il est possible d'atteindre au laminoir. D'un autre côté, le fer forgé au marteau jouit d'une propriété que ne lui communique pas au même degré le laminoir, nous voulons dire la ténacité, la dureté ou la densité, propriété, qui n'a pas, il est vrai, un aussi grand intérêt pour les chainons d'un pont suspendu, mais qu'on doit désirer rencontrer dans les pièces exposées à un frottement considérable ou à une usure rapide, telles par exemple que les bandages de roues, les essieux, les tiges de piston, les rails de chemins de fer, etc. Un inconvénient réel dans l'emploi du fer laminé pour faire les chaînons d'un pont suspendu, c'est celui de la forme même de ce fer. Ces chaînons ont en effet dans les yeux dont ils sont percés une largeur_plus_grande que dans le corps de la tige. Cet élargissement plus considérable ne peut guère, avec la disposition actuelle des lamimoirs, et à moins de modifications compliquées, être obtenu convenablement, ce qui contraint de fabriquer à part la tige et les yeux et de souder ensuite ces trois pièces ensemble. Or, d'après I ensemble de toutes les expériences, on remarque dans les points de soudure un affaiblissement de la résistance absolue, circonstance fâcheuse qu'on ne saurait trop prendre en consideration, qu'on ne peut guère espérer neutraliser complétement et qu'on n'atténue même que par les manipulations les plus attentives et les plus soignées. Au marteau, on forge un chaînon complet et de toute pièce sans soudure dans le sens transversal, et sous ce rapport les chaînons forgés ont un avantage bien marqué sur ceux laminės. Cet avantage paraît néanmoins compensé en partie par la probabilité plus grande de pailles et de points non liés entre eux dans le fer forgé que dans le fer laminé; mais d'un autre côté les forges d'Allemagne se livreraient difficilement aujourd'hui au forgeage de chaînons de 10 pieds de longueur et 6 pouces carrés de section (quoique ce travail ne présente aucune difficulté), et en outre on avait déjà traité avec les usines de Lendersdorf, qui travaillent au laminoir. Il ne restait donc plus qu'à faire le meilleur emploi possible du fer fabriqué par ce dernier procédé. Dans de pareilles circonstances, les conditions qu'il s'agissait de remplir étaient d'obtenir une bonne soudure, de conserver rigoureusement la dimension dans les points où l'on opérerait celle-ci, et de soumettre à des épreuves soignées chaque chainon; il se pouvait qu'en observant ces conditions, le fer laminé présentȧt une sécurité suffisante pour la construction du pont en chaines, d'autant mieux que l'usine de Lendersdorf procède dans ses travaux avec la plus grande attention. Les chatnons principaux de 9 et 9 pieds 1/2 de longueur mesurés de centre en centre des trous de boulons se composaient de trois pièces soudées ensemble. Les yeux avaient 1 pied de longueur, de façon qu'il fallait pour la partie moyenne ou tige une longueur de 7 à 7 pieds et 1/2. On a d'abord légèrement dressé ces tiges avant de rien souder, puis leurs extrémités ont été refoulées à la chaleur rouge. Dans ce travail on s'est servi d'un martinet suspendu au toit de la forge à une tige en fer. Les barres portées à l'extrémité à une forte chaleur rouge étaient posées sur une enclume qu'elles dépassaient un peu. Un marteau à main servait à donner la dernière forme et à étirer et rétablir de nouveau les fibres du fer qui avaient été raccourcies ou enchevêtrées les unes sur les autres par le refoulement. On a opéré de la même manière pour les yeux. On a chauffé ensuite un œil et une tige chacun dans un feu particulier, et on les a soudés l'un à l'autre. On s'est servi pour cela d'un marteau à main, parce qu'on opère par ce moyen bien plus rapidement et avec beaucoup plus de perfection qu'avec un marteau à forger les fers carrés. Il faut ici faire remarquer tout particulièrement que les points de soudure étant toujours plus faibles dans un fer, et que la ténacité par une opération faite avec negligence pouvant diminuer de moitié dans la partie d'une pièce qu'on travaille, il faut chercher à éviter les soudures quand la chose est praticable. En le rompant sur la carne de l'enclume, le fer de ces chaînes a présenté une texture nerveuse et une grande capacité de résistance. Pour s'assurer de la manière dont il se comporte à chaud (s'il cassait à chaud), on s'est servi des chainons soudés, et qui n'avaient présenté aucune trace de ce défaut. Pour rechercher s'il cassait à froid, on a pris une barre de 6 pouces de largeur et 5/6 pouce d'épaisseur qu'on a forgée à froid avec un martinet jusqu'à la réduire de 1 ligne sur son épaisseur. On n'a pas aperçu de traces de crevasses sur les bords, et en la ployant tantôt dans un sens, tantôt dans un autre, au moyen de coups de marteau sur le chevalet d'épreuve en fonte, on a constaté qu'elle n'avait perdu que très-peu de sa ténacité et de son élasticité. Relativement à la soudure, il est très-important de faire encore remarquer que les extrémités soudées ensemble doivent être fortement refoulées, afin que le fer après la soudure puisse être de nouveau dressé de longueur à une chaleur du rouge naissant, de façon que la cohésion, c'est-à-dire la texture fi breuse qui avait disparu à la chaleur du blanc soudant puisse autant que possible être rétablie. Dans quelques expériences préalables sur les chatuons, on avait trouvé que les opérations pour la soudure détérioraient le fer, et qu'en général sa texture fibreuse était transformée, plus ou moins, sur une longueur de 2 pouces à partir du point de soudure en une texture grenue. On pouvait avoir encore quelques doutes sur la cause de ce chang ment d'état et l'attribuer non plus à la soudure, mais au refoulement préalable qui a lieu dans cette opération. Pour éclaircir cette question, on a rompu quelques extrémités qui avaient été refoulées, et qui ont présenté loules une structure fibreuse, semblable à celle primitive du fer laminė. L'influence du blanc soudant est donc la seule qui produise une détérioration. Le fer souffre ordinairement le plus dans les points où, après l'application de la chaude suante, il reçoit à peine ou ne reçoit pas du tout de coups de marteau, qui aplatissent le grain cristallin et l'étirent de nouveau. Par suite de cette expérience on a dans la fabrication subséquente augmenté autant que possible le degré du refoulage et de l'étirage. Dans les épreuves à la machine, on a toujours appliqué vivement les coups de marteau, afin qu'en cas de fragilité plus grande, celle-ci pût être révélée par les défauts de la barre apparents aux Nous réunissons ici le chiffre de la limite d'élasticité observée par d'autres physiciens et praticiens. Elle est d'après les expériences de Traitteur, 0,652, Barbé, 0,603. Comme il y avait intérêt à connaître Tredgold, 0,3 de la résistance ab- quelle était la résistance absolue des solue, Duleau, de 0,33 à 0,66, Telford, 0,741, Brown, 0,600, chainons, tant dans les points de soudure que dans la tige, on a à cet effet entrepris plusieurs expériences dont nous donnerons ici les résultats. Sur neuf expériences les suivantes ont conduit pour la résistance absolue dans les points de soudure aux valeurs suivantes. Ces valeurs sont rigoureuses lors qu'on suppose que la résistance absolue du fer est dans tous ses points la même proportionnellement, ce qui n'est pas vraisemblable Il est bien plus probable que cette résistance est plus forte dans la partie moyenne qui a été soudée d'abord et à la chaude suante que sur les carnes et les angles qui, à cause du peu d'épaisseur du fer, souffrent davantage d'un surchauffage et supportent seuls les effets des coups de marteau lorsque le refroidissement a déjà commencé. On n'obtiendrait des valeurs plus exactes et probablement un peu inférieures aux précédentes que par la rupture de barres qui ont conservé toute leur largeur dans les points de soudure. Néanmoins les valeurs indiquées peuvent servir à constater combien la résistance absolue varie dans les soudures lorsque les expériences de rupture sur les barres entières peuvent servir de termes de comparaison. Il résulte des expériences 3 et 5 209836 qu'une chaude suante, donnée avec précaution, ne porte aucun préjudice au fer. L'expérience faite sur un chatnon porté au blanc soudant a donné une plus grande valeur pour la résistance absolue que celle sur le chainon qui n'avait pas été chauffé. Mais la différence est faible, et rien n'autorise à admettre que la chaleur du blanc soudant augmente la résistance absolue. On n'est pas plus en droit de conclure que les barres composées par soudure de deux pièces n'éprouvent aucune détérioration quand on les porte au blanc; car il est nécessaire de remarquer surtout que les pièces ainsi soudées ensemble ont une épaisseur qui est partout la même, ce qui n'est pas le cas pour les chaînons ou les pièces en question qui acquièrent par le refoulement des carnes un peu faibles d'épaisseur. Les mêmes expériences justifient la valeur numérique de la force des chainons dans les tiges ou corps, force qui s'est élevée Les inconvénients d'une chaude suante trop elevée ont déjà été signalés plus haut et on a indiqué une texture cristalline comme en étant la conséquence nécessaire. Dans ce cas la rupture a lieu dans le voisinage de la soudure, dans des points où les coups de marteau ont été peu nombreux ou nuls, tandis que les points de soudure ont recouvert en partie sous l'action de ce marteau leur texture nerveuse et se sont améliorés. Afin de pouvoir juger avec quel degré de certitude on peut reconnaître imperfection des soudures par le moyen de l'épreuve au ciseau à froid, M. Malberg a fait deux expériences avec des barres dont les soudures par ce moyen d'épreuve s'étaient montrées défectueuses. Or il est résulté de ces expériences que la charge de rupture des barres s'est élevée à environ 158095 et 164494 livres, valeurs qui correspondent à une résistance absolue d'environ 28353 et 29147 livres au pouce carré de section dans les points de soudure. Ces barres et toutes celles qui ont montré le même caractère ont été mises à part, mais il est possible qu'il s'en soit encore trouvé quelques-unes parmi celles qui ont été reçues. En admettant le fait, il en résulte, en combinant aux deux valeurs trouvées ci-dessus quelques-unes de celles empruntées à des expériences antérieures, que la force moyenne des chaînes dans les points de soudure serait 186120 par chainon et au pouce carré de 33545 livres. Quant aux limites d'élasticité du fer des chainons, elles se trouvent entre des charges de 24000 et 25000 livres au pouce carré, et par conséquent en moyenne de 23926 livres. Les chainons ont été essayés sous une charge de 20680 livres au pouce carré, et pendant l'épreuve frappés avec un lourd marteau, quoiqu'on eût pu se dispenser de ces coups de marteau, cependant on conçoit qu'ils sont très-propres à faire apprécier la résistance des points de soudure. Les déviations qu'on a remarquées dans les expériences peuvent bien être dues à ce que les barres n'ont pas toutes été laminées à un même degré de chaleur. D'après l'analyse que présente le tirage des fils metalliques qui s'opère à froid, on serait en droit de conclure que la limite d'élasticité est d'autant plus élevée que la température à laquelle a lieu l'etirage (laminage) est plus basse. En effet, il y a en même temps que l'étirage (extension en longueur) une augmentation simultanée et très-considérable dans la densité du fer, fait démontré par le poids spécifique plus grand dans le fil que dans les gros fers. En conséquence, pour elever la limite d'élasticité des chaînons, il semblerait donc convenable de faire passer les barres dans les 2 ou 3 dernières gorges des laminoirs lorsqu'elles ne sont plus qu'à la chaleur rouge. L'extension du fer dans ses limites d'élasticité s'élève, d'après les expériences, de 1 ligne à 1 1/4 ligne sur une longueur de 7 3/4 pieds. Mais si on tient compte des observations faites avec les autres échantillons de chainons, elle ne doit guère dépasser en moyenne 1,1 ligne ce qui n'est que le 1,1 = 0,000986 de la longueur 7.75 X 144 totale. M. Duleau a calculé cette valeur d'après la courbure que prennent les barres chargées perpendiculairement à leur longueur et a trouvé pour cette 0.00062, 0.00044 et 0 000117. La valimite d'élasticité les nombres 0 00069, leur qu'on donne ici se rapproche donc beaucoup de la plus élevée qu'a trouvée M. Duleau. Le module d'élasticité, c'est-à-dire le poids qui serait nécessaire pour allonger une barre de fer d'un pouce carré de section et longue d'un pied jusqu'à deux pieds de longueur ou du double de celle primitive se calcule en prenant pour base 23956 livres par pouce carré pour la limite d'élasticité et un allongement de 1,1 ligne sur 7 3/4 pieds de longueur et posant 23956 X 7.75×144 1.1 =24300000 livres. M. Duleau a trouvé en moyenne le module d'élasticité 29252000 livres; Tredgold=27398000livres; Lagerhjelm de 29000000 à 30000000 livres ; M. Vicat pour le fil de fer 26258000 livres. Dans la pratique on peut admettre en moyenne pour ce module 25000000 livres. L'allongement des barres de chatnons dans la tige jusqu'au moment de la rupture (ductilité) a été très-variable |