FABRICATION DE L'ACIER

cémentées, que l'on assortitcn juxtaposant des barres dures surdes barres plus tendres. On chauffe ces trousses dans des foyera à tuyères, alimentés avec de la bouille, puis on en fabrique de DOuvelles barres, soit au marteau, soit en les étirant aux cylindres lamineurs. Ces barres sont trempées, puis ca^es à leur tour en plusieurs fregments. On forme de nouvelles trousses avec ces fragments, et on les forge de nouveau. On répète ces corroyages un nombre de fois plus ou moins grand, suivant la qualité de l'acier que l'on veut obtenir. L'acier devient plus mou à chaque corroyage, parce qu'il perd une portion de son carbone à chaque chaude.

§ 855. On pratique quelquefois la cémentation surdesobjelsconfeciionDés, en fer ou en acier, dont on veut rendre la surface plus dure. Cette opération s'appelle trempe en paquet. Les objets, stratifiés avec du cément dans des caisses en tôle, sont chauffés à une forte chaleur dans des caisses entourées de charbons incandescents. que l'on renouvelle jusqu'à ce que la cémentation paraisse suffisamment avancée. On juge que ce point est atteint, à l'aide de quelques bouts de fils de fer disposés daosies caisses et que l'on peut retirer facilement. Les objets cémentés sont trempés par une immersion dansl'eau froide. On pratique Souvent la trempe en paquets sur des objets d'acier dont on a été obligé d'adoucir la surface pour la travailler plus facilement avec des outils tranchants. Pour adoucir la

surface d'un objet d'acier, (

le chauffe pendant un temps plus moins long dans de la limaille de fer bien tassée, et on le laisse ensuite refroidir lentement.

§ 856. L'acier n'acquiert une homogénéité parfeite que par la fusion, et il prend alors le nom d'acier fondu. La fusion del'acier a lieu dans des creusets d'argile réfractaire, disposés dansunfourneauàlirage naturel. Ce fourneau consiste en une petite cuve rectangulaire A[fig. 6U), de 0™,9

-9 de profondeur, et dont la section horirontalea0°',6 8urO~,i.Cette cuve est garnie intérieurement d'un grès quartieux très-difficilement fusible ; elle communique avec lacheminéeCau moyen d'un cameau horizontal B. Un régis-

il8 ' FER.

tre r, disposé dans la cheminée, permet de r^ler le tirage. Le foyer est ouvert à sa partie supérieure; c'est par là que l'on introduit les creusets et le combustible. L'ouverture est fermée par un couvercle mn en grès, ou en briques réfractaires maintenues par un cadre eo fer. Plusieurs de ces fourneaux de fusion sont ordinairement disposés les uns à côté des autres, et leurs cheminées sont réunies dans un même massif.

Les creusets sont en argile très-réfractaire; la figure 545 en représente une section verticale. On dispose un de ces creusets dans Fig. 515. Ï6 foyer, on l'enveloppe de houille incandescente, puis on achève de remplir le foyer avec du coke. Cette première chauffe a pour but d'échauffer les parois du foyer, le creuset et la cheminée. On introduit ensuite dans le creuset 46 kilogr. d'acier cémenté, concassé en fragments ; on recouvre le creuset de son couvercle A, et Ton élève rapidement la température. La fusion de l'acier exige ordinair&ment 4 heures. On retire alors le creuset avec des tenailles, on détache le couvercle, et on verse l'acier fondu dans une lingotière en fonte. On replace immédiatement le creuset dans le fourneau, et on y introduit une nouvelle charge. Cette seconde fusion ne demande que 3 heures. Le même creuset peut servir encore pour une troisième fonte, mais on le rejette ensuite comme hors de service.

On fabrique depuis longtemps, dans les Indes, un acier fondu, connu sous le nom d'acier Wootz, et qui est de qualité supérieure. On le prépare en petites masses, de 4 à 2 kilogr. au plus, en chauffant le fer à une très-haute température au contact de certains végétaux qui se carbonisent par la chaleur.

On obtient des aciers remarquables par leur grande dureté, en fondant l'acier ordinaire avec de très-petites quantités de certains métaux, tels que l'argent et le platine.

§ 857. L'acier, chauffé .à une très-haute température, puis abandonné à un refroidissement lent, devient aussi mou que le fer ductile, et se laisse travailler avec la même facilité à la lime et au tour. Mais, si on le chauffe jusqu'au rouge, et qu'on le refroidisse brusquement en le plongeant dans un liquide froid, il prend une grande dureté et devient cassant. On dit alors que l'acier ost trempé. En le chauffant de nouveau au rouge, eten le laissant refroidir lentement, il reprend sa malléabilité primitive. L'acier trempé possède une densité moindre que l'acier recuit.

Les objets d'acier sont d'abord fabriqués avec l'acier recuit, au marteau, à la lime ou au tour ; on ne leur donne qu^easuile la du-

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reté convenable au moyen de la trempe. Mais, comme ils acquièrent ordinairement ainsi une dureté trop grande et surtout une trop grande fragilité, en est obligé, pour les amener à des conditions convenables, de leur faire subir un recuit partiel. Le grand talent de l'ouvrier consiste à reconnaître le moment où le recuit a atteint le point convenable. Il se guide pour cela sur les couleurs, souvent fort brillantes, que prend la surface du métal pendant le recuit, et qui correspondent assez exactement à des températures déterminées. Ces couleurs sont dues à des pellicules minces d'oxyde, qui ^fléchissent des couleurs très-variables suivant leur épaisseur. En umot, la cause de ces couleurs est la même que celle qui produit es belles couleurs des bulles de savon.

L'acier trempé , recuit à 220®, prend une couleur jaune paille. » » 240 » jaune d'or.

255 » brune.

265 » pourpre.

» » 285 » bleu clair.

9 » 295 » bleu indigo.

» » 345 » bleu très-foncé.

D'après la qualité de l'acier, et la nature de l'objet, on recuit usqu'à telle ou telle couleur.

On fabrique beaucoup d'instruments tranchants en forgeant ensemble des barres d'acier et des barres de fer ductile. Le plus souvent, on fabrique ces mélanges, appelés étoffes d*acter, par raison l'économie. Les instruments qui en résultent sont moins fragiles que s'ils étaient en acier pur, mais ils présentent aussi moins de lureté. Les canons de fusil sont ordinairement fabriqués avec des étoffes de cette nature.

Lorsqu'on attaque, par un acide faible, la surface d'un objet fabriqué avec de l'acier non homogène, on met en évidence la structure hétérogène de la matière , et il en résulte souvent des dessins agréables'à l'œil, et qui sont variables suivant le travail auquel l'objet a été soumis. On dit alors que l'acier est damassé. Lorsque l'acier est combiné avec de petites quantités de métaux étrangers, lesquels sont disséminés d'une manière irrégulière dans sa masse, il prend aussi un damassé très-beau.

i20 'FER.

EsmUii de« mlneraki die fer.

§ 858. La détermination de ia richesse d'un minerai de fer peut se faire, soit par voie sèche, soit par voie humide. L'essai par voie sèche, est une imitation en petit de l'opération du haut fourneau; il donne les mêmes produits que celle-ci, savoir de la fonte de fer et du laitier. 11 présente cet avantage que l'opérateur peut juger, par l'examen du petit culot de fonte obtenu dans l'essai, de la qualité de fonte que le minerai pourra donner dans le haut fourneau. Cepea- . dant, avant de faire l'essai par voie sèche, on exécute ordinairemeat sur le minerai quelques expériences préliminaii es par voie humide; elles déterminent plus nettement sa nature, et montrent en même temps quelles sont les proportions de castine qu'il convient d'ajou* ter au minerai pour obtenir un bon fondage.

Nous distinguerons en quatre classes, les minerais que l'on peut avoir à essayer : 4"* les minerais qui renferment le fer à Tétai de sesquioxyde hydraté ; 2^ les minerais formés par le sesquioxyde anhydre ; 3* les minerais d'oxyde de fer magnétique ; 4* les minerais spatliiques, c'est-à-dire formés par du carbonate de protoxyde de fer.

4** La première classe est de beaucx)up la plus abondante en France ; on en fait l'essai complet de la manière suivante :

On calcine à la chaleur rouge 40 gr. de minerai dans un creuset de platine; l'eau et l'adde carbonique se dégagent. Soit p le poids de la matière calcinée, (40 — p) représentera le poids de l'eau et de l'acide carbonique.

On traite ensuite, par de l'acide azotique très-faible, 40 autres grammes de minerai réduit en.poudre fine ; cet acide ne dissout que les carbonates de chaux et de magnésie qui se trouvent dans la gangue. (Si celle-ci n'en renfermait pas, il n'y aurait pas d'effervescence, et il serait inutile d'attaquer le minerai par l'acide azotique faible.) Lorsque l'effervescence a cessé, même après l'addition d'une nouvelle quantité d'acide, on recueille le résidu sur un petit filtre, on le lave avec un peu d'eau, et on le calcine dans un creuset de platine. Soitp' le poids de ce résidu, (40 — //) représentera le poids de l'eau, de l'acide carbonique et de la chaux contenus dans le minerai ; par suite, (p — p') sera le poids de la chaux.

Enfin, on attaque par de l'acide chlorhydrique concentré 40^. de minerai pulvérisé, et l'on fait bouillir jusqu'à ce que le résidu soit complètement décoloré. Le quartz et l'argile restent seuls. On recueille le résidu sur un filtre, et on le pèse après calcination. Son