Les procès-verbaux du Bureau des longitudes

[Note de Charles-Edouard Guillaume, directeur adjoint du Bureau International des Poids et Mesures]

Titre [Note de Charles-Edouard Guillaume, directeur adjoint du Bureau International des Poids et Mesures]
Créateur Guillaume, Charles-Edouard (1861-1938)
Contexte Volume 1896-1899
Date 1899-07-05
Identifiant O1896_1899_234
Relation O1896_1899_233
Format 14,7 x 12,1 cm pour l'enveloppe, 13,2 x 20,8 cm pour les feuillets; image/jpeg;
Éditeur Bureau des longitudes; Observatoire de Paris; Laboratoire d'Histoire des Sciences et de Philosophie - Archives Henri Poincaré (UMR 7117 CNRS / Université de Lorraine);
Droits CC BY-SA 3.0 FR
Type Dactylographié avec corrections manuscrites; Text; Note;
Description

Papiers d'affaires

Monsieur G Lippmann,

Membre de l'Institut

10 Rue de l'Eperon

Paris

Séance du 5 Juillet 1899

M. Ch-Ed Guillaume expose les résultats des recherches qu'il a entreprises au Bureau international des Poids et Mesures sur les aciers au nickel.

Ces alliages sont doués de propriétés singulières et anomales, corrélatives les unes des autres, à tel point que, connaissant l'une d'elles, pour un alliage déterminé [barré : à un état déterminé], à une température donnée, on peut en déduire presque sûrement une série d'autres.

Parmi ces propriétés, celle qui éprouve les changements les plus complets et les plus facile à constater est la perméabilité magnétique.

[barré : Hopkinson a constaté] La Société française du Ferro-nickel a établi, il y a plus de dix ans, un alliage de 25% de nickel et de 75% de fer qui est relativement doux et non magnétique. Peu après, Hopkinson trouva que cet alliage passe à l'état magnétique, [barré : et conserve ce] lorsqu'on le refroidit suffisamment, et conserve cet état lorsqu'on le ramène aux températures où il n'avait montré précédemment aucune trace de magnétisme. A ce deuxième état, la densité de l'alliage est plus faible ; il est plus dur, et son module d'élasticité est moins élevé.

Reprenant ces expériences <sur des alliages gracieusement transmis par la Société [mots illisibles]>, M. Guillaume a trouvé que tous les aciers au nickel contenant moins de 25% de ce métal possèdent des propriétés analogues, perdant leur magnétisme entre le rouge naissant et le rouge cerise, et ne le reprenant qu'à des températures d'autant plus basses que la teneur en nickel est plus élevée. Le retour à l'état magnétique est graduel, et s'opère sur un intervalle de température étendu. La [barré : position] température à laquelle commence la transformation est d'autant plus basse que l'alliage contient plus de chrome, de manganèse, et surtout de carbone.

Au-delà de 25%, les alliages peu carburés passent de l'état magnétique à l'état non magnétique lorsqu'on les chauffe, perdant leur magnétisme lentement, sur un intervalle de température étendu, et le reprenant sensiblement dans la même mesure, dans le même intervalle de température.

La considération des propriétés magnétiques permet donc de distinguer deux catégories [barré : d'acier] d'aciers au nickel, ceux à basse teneur qui sont irréversibles, et ceux à haute teneur, qui sont réversibles.

La température de perte totale du magnétisme s'élève avec la teneur en nickel jusqu'à un maximum au-delà duquel elle décroît, pour arriver, à la température de transformation du nickel pur.

Vers 26% les alliages sont non magnétiques à la température ordinaire, et deviennent magnétiques au dessous de zéro. A 30% ils perdent leur magnétisme complètement vers 120°, etc. Les variations de volume ne sont pas moins singulières. Si l'on refroidit un alliage irréversible depuis la température de la forge, on le voit se raccourcir à peu près comme le ferait une barre de laiton ; puis, au moment où le magnétisme commence à apparaître, l'alliage augmente de volume, graduellement, jusqu'à une deuxième température beaucoup plus basse. Si l'on cesse de refroidir avant que la transformation soit complète, l'alliage se dilate, mais avec un coefficient moindre que celui de sa première contraction à l'état non magnétique. Suivant le degré de la transformation, un acier-nickel irréversible peut posséder indéfiniment, entre des limites de température étendues, un coefficient de dilatation quelconque entre 10 et 18 millionièmes environ.

Au-delà de 25%, les variations de volume sont réversibles. A l'état non magnétique, les alliages se contractent aussi avec un coefficient élevé, mais, aussitôt qu'apparait l'état magnétique, la contraction diminue graduellement, et, finalement, l'alliage arrive dans une région où sa dilatabilité redevient sensiblement linéaire, ou même à courbure renversée, et prend une valeur inférieure à celle que donnerait la loi des mélanges. Aux températures ordinaires, la dilatation diminue graduellement lorsque la teneur en nickel augmente, passe par un minimum entre 35 et 36% de nickel, et augmente ensuite.

L'étirage abaisse en général la dilatation. Les barres forgées arrivent à une dilatabilité de 1 millionième, dix fois plus faible que celle du fer, tandis que les tiges étirées peuvent prendre une dilatation encore beaucoup plus faible.

Les [barré : varia] aciers au nickel éprouvent, avec le temps ou sous l'action du recuit, des variations analogues à celles du verre. Une barre chauffée [barré : a] au feu de forge et amenée ensuite à 100° s'allonge graduellement pendant une centaine d'heures, et finit par prendre une longueur invariable. Si on l'amène ensuite à 50°, elle recommence à s'allonger, et son mouvemsnt [mouvement] peut être suivi pendant près d'un mois. Enfin, à la température ordinaire, elle s'allonge de nouveau, et on suit son mouvement pendant plus d'une année. Au réchauffement, la barre suit les marches inverses, graduellement aussi, mais, à une même température, le retour est plus rapide que l'allongement par recuit.

Dans les barres étirées, la disparition des tensions mécaniques vient s'ajouter aux variations propres à l'alliage lui-même. Le recuit produit une contraction, plus lente que le mouvement propre de l'alliage, et qui en diffère par une propriété essentielle. Lorsqu'il s'est produit à une température déterminée, il ne reparaît pas à une température inférieure.

Les variations propres à l'alliage sont très régulières pour une même teneur. Elles sont peu importantes aux températures ordinaire [sic], une règle recuite à 40° éprouvant, dans l'année qui suit une variation de 6µ,5 par mètre, et dans la deuxième année, une nouvelle variation de 1µ,5.

Les variations résiduelles qui se produisent quand la température varie sont sensiblement proportionnelles au carré de la température à partir de zéro. A 30°, elles atteignent une valeur un peu inférieure à 3 µ.

M. Guillaume parle ensuite des applications possibles de ces alliages et des précautions à prendre pour se garantir contre leurs variations résiduelles. Il présente des échantillons étirés depuis des baguettes de 12mm jusqu'à des fils de 0,05mm.

La communication était accompagnée de quelques expériences.

Type de document Procès-verbal
Transcripteur Muller, Julien
Commentaires La lettre est accompagnée de l'enveloppe dans laquelle elle a été envoyée.
Collection Volume 1896-1899
Citer ce document “[Note de Charles-Edouard Guillaume, directeur adjoint du Bureau International des Poids et Mesures]”, 1899-07-05, Les procès-verbaux du Bureau des longitudes, consulté le 29 mars 2024, http://purl.oclc.org/net/bdl/items/show/4994

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