CARACTÈRES DES DIFFÉRENTES ESPÈCES DE FONTE
La fonte blanche ou dure, et la fonte grise ou tendre constituent les deux espèces de fonte les plus importantes et les mieux caractérisées. Entre elles se trouvent im certain nombre de fontes intermédiaires (fontes truitées, fibreuses, caverneuses, etc.) qui établissent un passage progressif de la fonte grise noirâtre à la fonte blanche miroitante.
Les deux espèces de fonte renferment outre du carbone et du fer des quantités variables de silicium, aluminium, soufre, phosphore, azote, manganèse, titane, chrome, arsenic, étain, antimoine, magnésium et calcium. Leur densité peut varier de 6,635 à 7,889; elle est ordinairement entre 7,0 et 7,5. La fonte grise est plus légère que la fonte blanche. La fonte chauffée plusieurs fois au rouge et refroidie lentement augmente chaque fois de volume, et cette dilatation permanente peut aller jusqu'à 9 et 12 pour 100 du volume primitif.
La fonte grise renferme de 1,85 à 4,65 pour 100, la fonte blanche de 2,17 à 5,63 pour 100 de carbone; cette dernière contient donc généralement le plus de carbone ; mais les propriétés caractéristiques des deux espèces de fontes n'en dépendent pas, puisque la même fonte grise fondue et coulée produit de la fonte grise ou de la fonte blanche suivant qu'elle a été refroidie lentement ou brusquement. La même chose s'observe pour la fonte blanche qui devient grise lorsqu'on la laisse refroidir très-lentement après l'avoir fondue, excepté si la fonte blanche primitive renferme moins de 2 1/4 à 2 1/3 pour 100 de carbone.
La fonte grise présente ordinairement ime cassure grenue; elle est moins dure et moins cassante que la fonte blanche, et au rouge elle devient si tendre qu'elle se laisse scier très-facilement.
Il • CHAPITRE I. — FER, FONTE ET ACIER. MET
Elle fond à environ ISOQo et devient immédiatement très-fluide.
La fonte blanche est extrêmement dure, souvent inattaquable à la lime, à cassure lamelleuse, cristalline ou fibreuse, quelquefois compacte, très-cassante : elle fond à une température plus basse que la fonte grise, mais au lieu de devenir fluide, elle constitue im liquide pâteux et épais. C'est là la raison principale pour laquelle la fonte blanche s'affine beaucoup plus facilement que la fonte grise.
La différence essentielle entre ces deux variétés de fonte consiste dans Tétat sous lequel le carbone s'y rencontre. Dans la fonte blanche, tout ou presque tout le carbone se trouve chimiquement combiné avec le fer (il est rare que plus de 1/6 de carbone y soit à l'état de graphite); au contraire, dans la fonte grise, la majeure partie du carbone (les 2/3 aux 14/15, mais la plupart du temps les 3/4 aux 5/6) s'y trouve non en combinaison chimique avec le fer, mais interposée mécaniquement, soit libre à l'état de graphite, soit engagée dans des combinaisons non encore bien étudiées avec du silicium, de l'aluminium, etc.
En dissolvant la fonte dans de l'acide chlorhydrique de concentration moyenne, il se dégage de l'hydrogène très-fétide, accompagné d'hydrocarbures gazeux ou volatils, et d'autres combinaisons d'hydrogène avec les impuretés de la fonte. Il reste pour résidu une matière d'apparence d'humus, dont les propriétés et la composition sont très-différentes, suivant qu'on a opéré sur de la fonte blanche ou grise : elle a été étudiée par M. Schafhault.
Le résidu de la fonte grise, examiné au microscope, se compose de granules translucides, gélatineux, constitués par des couches concentriques de silice et d'oxyde de silicium. Au centre se trouve un grain d'un gris noir mat, accompagné souvent d'une petite lamelle, plus blanche et plus brillante que le graphite. A l'œil nu, ce résidu apparaît à la fois floconneux et granuleux et d'une couleur grise. Traité par une solution de potasse caustique ou d'ammoniaque il dégage de l'hydrogène. Après le traitement par Pammoniaque, ce résidu desséché est toujours encore gris, mais il est plus volumineux, plus léger et plus floconneux. Les écailles brillantes ont perdu leur éclat, et une grande partie des grains noirâtres a disparu. L'ammoniaque tient en dissolution de la silice, de l'acide phosphorique et une matière organique. La potasse caustique ne décompose ce résidu qu'à l'ébulUtion, mais alors avec une grande énergie, qui occasionne quelquefois de
petites explosions. Toute la silice entre en dissolulion et il ne reste que des lamelles d'un graphite ferrugineux.
Le résidu de la fonte blanche est formé de paillettes microscopiques brillantes, mais si petites qu'à Tœil nu, ce résidu présente l'apparence d'une poudre terreuse, très-fine et de couleur brune lorsqu'elle est sèche. Avec la potasse caustique et l'ammoniaque, il ne se dégage pas trace d'hydrogène. Lorsque ce gaz se dégage, cela prouve qu'on a opéré sur une fonte truitée, c'est-à-dire sur un mélange de fonte blanche et de fonte grise. Ce résidu n'est que très-fîdblement attaqué par la potasse caustique bouillante. Il en est de même de l'acide chlorhydrique concentré et froid. Ce n'est qu'en faisant bouillir très-longtemps que ce résidu est attaqué par l'acide, en dégageant un gaz hydrocarbure fétide, en même temps que du fer entre en dissolution. Le nouveau résidu se compose de silicixun en combinaison avec du carbone et do l'hydrogène, et souvent aussi avec de lazote. Calciné, il brûle en dégageant une odeur empyreumatique rappelant celle de la fumée de tabac, et se convertit en acide silicique.
Ces faits semblent démontrer que la fonte grise est principalement un siliciure de fer, mélangé mécaniquement de carbone, tandis que la fonte blanche est plutôt un carbure de fer, accompagné du plus ou moins de carbure de silicium.
La composition de la fonte blanche miroitante très-pure se rapproche de la formule Fe*G. M. Schafhault a trouvé dans la plupart des fontes blanches une certaine proportion d'azote.
Le carbure de siUcium étant bien plus difficile à oxyder que le carbure de fer, on comprend pourquoi les fontes très-siliceuses sont si peu aptes à produire de l'acier. En effet, le carbure de fer se trouve déjà en grande partie oxydé par les scories d'affinage et par Tair des soufflets, tandis qu'il reste encore une quantité notable de carbure de sihcium à oxyder, et lorsque enfin ce dernier a été suffisamment brûlé pour que la loupe puisse se laisser travailler sous le martinet, le carbure de fer a déjà perdu tant de carbone que ce n'est plus de l'acier, mais seulement du fer qui constitue la loupe.
Le soufre n'est pas toujours en combinaison avec le fer, il peut également être combiné au silicium ; en effet, on observe quelquefois l'élimination du sulfure de silicium sous forme de masses jaunâtres , spongieuses ou terreuses pendant le coulage de la fonte. Ce sulfure de silicium, qui paraît correspondre à l'oxyde de silicium, peut quelquefois s'enflanuner et brûler avec une
grande vivacité en laissant pour résidu une silice brillante et fibreuse. Celle qu'on rencontre sous cet état, dans l'ouvrage des hauts fourneaux, a sans doute pris naissance de la même manière et par la même cause.
