OPÉRATIONS AYANT POUR BUT L^AMÉLIORATION DE LA QUALITÉ DES ACIERS

Les aciers bruts, soit naturels, soit puddlés ou cémentés, sont des produits très-imparfaits , parce qu'ils présentent de nombreuses solutions de continuité, mais surtout parce qu'ils sont peu homogènes, étant plus carbures et plus durs dans certaines parties, moins carbures, plus ferreux et, par conséquent, aussi plus tendres dans d'autres. Pour les rendre homogènes, on peut suivre deux procédés très-différents : le corroyage ou raffinage et lai fusion.

Par le corroyage, les parties fortement carburées et les parties ferreuses sont mélangées bien plus intimement, mais cependant sans se confondre ; aussi Tacier corroyé ou raffiné, quelque homogène qu'il paraisse à première vue, permet-il toujours d'y découvrir par un examen très-minutieux les molécules hétérogènes qui le composent; mais, par contre, il conserve aussi la propriété, souvent très-recherchée, d'être soudable, et le raffinage permet de produire un acier qui, quoique très-carburé, se laisse facilement souder.

Par la fusion, le carbone se répartit tout à fait uniformément dans toute la masse, aussi l'acier fondu fortement carburé n'est-il plus soudable par la chaleur seule ; il ne le devient que si la proportion de carbone est tellement réduite dans la totalité de l'acier, que ce dernier appartienne à la classe des aciers ferreux ou tendres qui alors présentent le caractère d'être soudables.

Fabrication de l'acier corroyé ou raffiné, — On étire les barres en bandes larges et minces appelées languettes, qu'on trempe et qu'on casse pour pouvoir assortir les morceaux suivant leur degré de dureté.

Après les avoir classés, on réunit ceux de même nature en paquets ou trousses, qu'on soumet à une chaude suante et qu'on place ensuite sous un gros martinet ou marteau-pilon, qui soude le tout en un lopin qu'on étire ensuite en barres.

Si l'acier doit être doublement corroyé ou raffiné, on coupe les barres en deux moitiés, qu'on superpose, qu'on soude et qu'on étire de nouveau, 100 parties d'acier brut ne fournissant en moyenne que 70 à 75 parties d'acier raffiné.

Un effet analogue au corroyage, mais quijcependant ne fournit point d'aussi bons produits, est obtenu, en chauffant l'acier brut au rouge pendant dix ou douze heures, dans un bain de scories

fondues, de nature non aflQnante. Dans celte circonstance le carbone des parties fortement carburées est cédé peu à peu aux

parties plus ferreuses, et le tout devient plus homogène.

Cette opération est très-économique, car le déchet est peu considérable.

Fabrication de Vacier fondu.

— L'acier fondu est fabriqué avec les aciers puddlés ou cémentés, mais principalement avec ces derniers, La fusion s'opère généralement au moyen du coke dans des fours à vent, ayant 1 mètre de profondeur sur 60 centim. de longueur et 35 centime t. de largeur. Ces

Fig.395. — Fourneauà ventpourlafonte f^„„„„^„+ j- ^^„a i

de l'acier. fours sont disposés par couples

à la suite les ims des autres, et au-dessous d'eux se trouve ime longue galerie qui facilite à la fois le tirage et le service.

Fig. 396. —Four à la houille pour la fonte de Tacier.

A, foyer arec grille.— B, four proprement dit dans lequel circule la flamme. — C. chemlnôp. D, creuset. — E, ouverture pour retirer le creuset. — F, couTercle fermant le four. — G, plate-forme où le placent les lingotières et où s'exécutent les opérations de coulage des lingots.

Dans ces derniers temps on a commencé à se servir de fours à houille dont la figure 396 représente la disposition.

Les creusets servant à la fusion doivent être en excellente terre réfractaire; pour leur donner plus de porosité et éviter qu'ils ne se fendent trop facilement, on ajoute à la pâte neuve des débris de creusets ayant déjà servi et du coke pulvérisé.

On y fait ordinairement 2 à 3 coulées, chacune de 12 à 15 kilogr. et au maximum 20 kilogr. d'acier. On peut faire de 8 à 12 coulées en vingt-quatre heures.

L'acier puddlé ou cémenté qui doit être fondu est brisé en petits fragments. Il faut apporter le plus grand soin au dosage des charges du creuset et n'assortir que des matières qui s'allient bien. Il faut surtout éviter de mélanger des aciers faiblement cémentés, qui ne fondent qu'à une très-haute température avec des aciers fortement cémentés dont la fusion s'opère plus facilement. On ajoute souvent à la charge une petite quantité de peroxyde de manganèse.

Lorsque la fusion est opérée, le fondeur, revêtu d'habillements entièrement mouillés, retire les creusets du four, les apporte près des lingotières en fonte, légèrement inclinées et verse le métal. On jette un peu de sable sur Tacier coulé et on tamponne immédiatement. Les lingots étant retirés des moules sont d'abord travaillés au burin pour enlever les principaux défauts; on les chauffe ensuite au rouge et on les amène par le marteau à l'état de barres brutes appelées bidons.

Ces derniers sont enfin étirés ou laminés à la forme voulue. On a essayé, au lieu de cémenter préalablement le fer, de fondre directement le fer doux avec une proportion convenable de charbon, soit végétal, soit animal (procédé Chenot>), ou plus rationnellement avec des cyanures ou ferro-cyanures alca-

* Le procédé Chenot, tel qu'il a été modifié et qu'il est pratiqué maintenant, est le suivant : la réduction de l'oxyde de fer est obtenue en intro- duisant dans un four ovale ou cylindrique, haut de 8 à 9 met. et de 1 m. 1/2 de diamètre chauffé à l'extérieur, des couches alternatives de minerai et de charbon de bois. Une disposition particulière permet au fer plus ou moins carburé provenant de cette réduction de se refroidir à l'abri du contact de l'air. Les éponges de fer sont ensuite pulvérisées, tamisées, assorties et comprimées en petits cylindres après avoir été mélangées avec un peu de peroxyde de manganèse et de charbon. Ces cylindres sont enfin fondus dans des creusets pour les convertir en acier fondu. Il est évident qu'on ne peut traiter ainsi que des minerais très-purs et ne renfermant que peu de gangues, ou des gangues facilement fusibles, et qu'en outre il est difficile de déterminer d'avance le degré de carburation du fer et la qualité de l'acier qui résultera de la fusion. Le procédé peut être économique, mais il est très-incertain.

lins (procédé Ruolz^), mais sans que cette méthode ait paru présenter jusqu'à ce jour des avantages réels. Un acier très-dur et très-estimé qui nous vient des Indes orientales, Tacier Wootz, parait cependant être préparé de cette manière.

Uacier fondu ordinaire s'améliore en le fondant avec de très-petites quantités d argent (sUver-steel) , de nickel (acier météorique), de platine, d'osmium, d'iridium, de chrome, etc. Mais il est très-possible que Tamélioration soit due, non à la présence de ces métaux, mais simplement à l'opération de la seconde fusion qui rend l'acier plus pur et plus homogène.

Dans ces derniers temps, on a beaucoup préconisé les excellentes (qualités des aciers renfermant du tungstène et du titane.

L'acier damassé n'est point une espèce particulière d'acier, mais un mélange intime, quoique en couches régulièrement-disposées d'acier et de fer, ou d'un acier fortement carburé avec un acier tendre moins carburé.

ACIER PRÉPARÉ EN CARBURANT LE FER EN MÊME TEMPS QU'ON DÉCARBURE LA FONTE.

Ce mode de préparation, qui est une combinaison des deux méthodes précédentes, consiste à fondre ensemble des proportions convenables de fer et de fonte , avec addition de plus ou moins de peroxyde de manganèse, de cyanures, de carbone, de fondants, etc.

Ce procédé n'a point encore donné de résultats très-satisfaisants ; mais il pourrait peut-être acquérir de l'importance si Ton parvenait à fondre l'acier, non plus dans des creusets et par petites quantités, mais par masses dans de grands fours analogues à ceux qui ont été essayés récemment à Saint-Etienne pour la fusion de l'acier cémenté.

La réussite dépendra du choix judicieux et des proportions convenables du fer et de la fonte, de la nature des matériaux qui

t Noos extrajons du Londonjottmal of ÂrtSf mai 1861, p. 287, les proportion* à employer pour produire directement de l'acier fondu ou pour refondre de la rocaille d'acier :

Ferdoux 700 500 350 1000 >

Fonte blanche 200 > 200 ' » »

RocaiUe d'acier » 500 350 » 1000

Oxjde de fer pur 100 » 100 75 »

Pl^l88iate rouge de potasse. 8 14 7 28 10 On peut remplacer le prussiate rouge par le prussiate jaune de potasse, nais il faut alors en doubler la dose.

auront servi à la construction du four, et de l'emploi additionnel de composés propres à purifier Tacier et à le préserver contre rinfluence des impuretés du combustible.

PROPRIÉTÉS DE l'aCIER.

L'acier peut être considéré, quant à sa composition, conmie un intermédiaire entre la fonte et le fer. Il renferme, outre le fer, 2/3 à 2 pour 100 de carbone et de très-petites quantités d'autres substances, de Tazote, du soufre, du phosphore, du silicium, du titane, du manganèse, etc.

L'azote ne s'y rencontre qu'en proportion tellement minime et si peu en rapport avec les poids atomiques, que la désignation d'aaotocarbure du fer, qu'on a voulu appliquer récemment à Tacier, ne parait pas suffisamment justifiée. L'acier fond à une température supérieure à celle du point de fusion de la fonte, mais d'autant plus facilement qu'il est plus carburé. Il est malléable, à chaud et à froid, un peu plus dur que le fer, mais parfaitement attaquable à la lime, surtout après avoir été recuit. Chauffé au voisinage de son point de fusion, son grain gonfle, la malléabilité disparait et l'acier se pulvérise sous le marteau. De là la difficulté de souder Tacier fondu, soit avec lui-même , soit avec le fer. L'acier peu carburé, dont le point de fusion est bien plus élevé, devient facilement soudable.

La propriété la plus caractéristique de l'acier, c'est de devenir d'une extrême dureté lorsque, après avoir été chauffé au rougecerise, il est plongé brusquement dans l'eau froide. Cette opération porte le nom de trempe, et exige souvent de grandes précautions, les objets en acier étant sujets à se voiler ou à se criquer en les trempant. L'acier trempé très-dur est en même temps trèscassant. En le réchauffant progressivement (en le faisant recuire), il perd de sa dureté, et devient en même temps moins cassant et plus élastique.

L'acier poli prend dans cette opération ime coloration particulière et variable, suivant le degré de température, et c'est cette coloration qui permet dans la pratique de régler très-facilement le degré de revenissage. Les couleurs que prend l'acier sont successivement le jaune-paille (225*»), le jaune foncé (238**), le pourpre (250«), le violet (263^) et le bleu (322°). Le bleu devient ensuite plus clair et passe au gris. En chauffant plus fortement, les mêmes couleurs reparaissent de nouveau dans le même ordre.

43 CHAPITRE II . — curvRE . MET

mais d^une manière très-fugitive, en un Tacier devient rouge de feu et perd en même temps tous les effets de la trempe.

La densité de Tacier varie entre 7,4 et 8,1 ; elle est ordinairement de 7,7. Par la trempe, la densité diminue. L'acier est plus tenace et plus élastique que le fer; sa cassure est toujours grenue, le grain est fin et très-uniforme.

En travaillant Tacier convenablement au marteau ou au laminoir son grain devient encore plus fin et plus serré, mais il ne présente jamais ime structure lamelleuse ou fibreuse comme le fer.

L'acier possède une assez grande sonorité, aussi Ta-t-on employé à la fabrication des cloches. L'acier non trempé est plus sonore que l'acier trempé.

Pour la gravure sur acier (sidérographie), on emploie comme liquide rongeur une solution d'iode dans de Tiodure de potassium (2 parties d'iode, 5 d'iodure de potassium et 40 d'eau).

E. KOPP.