FER
Le fer existe sous plusieurs états moléculaires très différents.
Ainsi un fil de fer qui se refroidit à partir du rouge clair diminue d’abord de longueur, puis vers le rouge sombre il s’allonge un peu, pour se raccourcir ensuite (Gore) (2). Inversement, pendant le chauffage il subit à cette même température un retrait passager et en opérant dans l’obscurité on voit le fil remonter du rouge sombre au rouge clair pendant l’allongement momentané (Barrett) ( 3 ).
(a) Proceed of tlie Roy. Soc., 1869.
( 3 ) Philosoph. magd{. (4), XLVI.
Les mesures thermiques de M. Pionchon (i) ont donné l’explication de ces anomalies. En déterminant la chaleur spécifique du fer jusque vers i 5 oo°, il a constaté deux absorptions anormales de chaleur, l’une entre 66o° et 720°, l’autre entre 1000° et io 5 o°. Le premier changement absorbe o c , 28 (pour Fe = 56 ,0), le second o c ,34.
M. Osmond a constaté que pendant le refroidissement du fer préparé par voie électrolytique, le thermomètre subit un premier arrêt vers 855 °; un ralentissement progressif se manifeste à partir de 7 5 o° et présente un premier maximum entre 737° et 720° et un deuxième maximum entre 708° et 702°. Il y a donc des dégagements de chaleur qui se produisent à certains points critiques. M. Le Chatelier a trouvé vers 83 o°, c’est-à-dire vers le point critique supérieur, un changement brusque dans la dilatation du fer doux ; l’apparition du magnétisme, qui n’existe pas aux hautes températures, coïncide à peu près avec ce point critique supérieur.
En somme, il existe au moins deux variétés de fer, l’un au-dessus du point critique supérieur ( 83 o° environ), l’autre au-dessous du point critique inférieur (720° environ).
La première variété s’obtient, soit en chauffant du fer électrolytique au-dessus, de 855 °, et en le refroidissant brusquement, soit en soumettant du fer à froid à une pression mécanique capable de produire une déformation permanente. M. Charpy a montré (C.R., CXVII), à propos de ce dernier cas, que, en soumettant une barre de fer à l’essai de traction et en construisant la courbe qui représente les allongements en fonction des efforts, cette courbe indique, au moment de la transformation, un allongement notable sous charge constante : résultat déjà
(1) Ann. de chim. et phys. (6), XI.
observé par MM. Mallard et Le Chatelier lors de la transformation isomérique de l’iodure de mercure par la pression. Sous cette forme le fer est dur et cassant.
La seconde variété est celle du fer électrolytique au-dessous de 720°. Elle est malléable. Cette variété domine dans les aciers refroidis lentement à partir du rouge et d’autant plus qu’ils se rapprochent du fer pur.
Les propriétés d’un échantillon de métal donné dépendent des proportions relatives des deux variétés qu’il contient: Le passage d’une variété à l’autre est d’ailleurs soit brusque et complet, soit progressif et incomplet, selon les matières étrangères (carbone, manganèse, etc.) que renferme le métal.
Ces modifications allotropiques du ter persistent peut-être dans ses composés,car M. Moissan(i), en étudiant les oxydes de fer, a observé qu’ils subissent des modifications profondes au voisinage de 700° (rouge sombre) et de iooo 0 (rouge blanc) : ce sont précisément les températures signalées par M. Pionchon.
Ainsi l’oxyde magnétique préparé à basse température a une densité de 4,86 et est attaquable par l’acide azotique concentré ; chauffé dans un gaz inerte, au-dessus de iooo° il prend une densité plus grande (5,09) et devient inattaquable par l’acide azotique.
De même, le protoxyde préparé au-dessous du rouge sombre est pyrophoriquc ; chauffé au-dessus de iooo 0 dans un gaz inerte, il cesse d’être pyrophorique. En rapprochant ces faits de ceux observés sur le fer libre, on est amené à penser que ce métal conserve la faculté de changer d’état jusque dans ses oxydes.
(1) Ann. de chim. et phys. ( 5 ), XXI.
