FERS . CHARGE PAR M. C

Fil de fe)- dur non recuit. 14 Kg à 16 Kg

Fil de /er doux recuit. 13 — 14

Fer en barre. G — 10

Quant aux charges pratiques de compression, les expériences ont démontré que les barres de fer s'écrasaient sous des efforts variant de 22 à 28 kilogr. par millimètre carré. En prenant, comme limite de sécurité, le 1/4 de la charge de rupture, on aura, pour maximum de l'effort de compression à appliquer aux fers, par millimètre carré, les chiffres donnés par le tableau suivant :

Fers grenus ordinaires. o Kg à 6 Kg

Bons fers nerveux. 6 — 7

Sous faction du marteau ou du laminoir, une barre deferesl plus fortement comprimée et partant plus compacte et plus dure à la surface qu'à l'intérieur. Il s'ensuit que, pour une même qualité de métal, les barres de fer sont d'autant plus résistantes, par unité de surface, que la section est moindre et que le rapport du périmètre à la section est plus grand : le />r méplat est plus tenace i[\iQ\efer carré à section égale; le fil de fer plus que le fer en barre.

Ce métal possède une autre propriété très remarquable : il se ramollit bien avant sa température de fusion ((jui est d'environ 1500° du thermomètre ù air) et se soude à lui-même, quand on le

FER

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porte à la chaleur blanche ; on peut ainsi lui donner, avec le marteau, toutes les formes qu'exige l'industrie.

A côté de ces avantages, le fer présente certains inconvénients : il s'oxyde rapidement à Tair humide et se recouvre d'une couche d'oxyde hydraté, que l'on appelle rouille. Dans les constructions, il se conserve assez bien, s'il est cà l'abri de l'humidité ; mais le contact du plâtre amène très promptement son oxydation et sa détérioration complète. En outre, il augmente de volume en s'oxydant et fait parfois éclater les pierres dans lesquelles il se trouve scellé. On préserve le fer de la rouille, soit en le recouvrant d'une couche de peinture à l'huile et au minium ou au goudron minéral, soit en rétamant à l'étain ou au zinc (1). Avec le premier de ces deux métaux, le fer constitue \q fer galvanisé (voy. Étamage, Galvanisation), avec le second, le ferblanc (voy. ce mot). L'application de la peinture à l'huile, comme préservatif de ce métal contre l'oxydation, est le procédé le plus simple et le plus ordinairement employé.

Le poids spécifique des fers du commerce, fixé, d'une manière générale, à 7,80, varie cependant et peut atteindre jusqu'à 8 sous l'action du martelage; il est bon de tenir compte de cette circonstance pour le calcul du poids des fers dans les devis.

La dilatation linéaire de ce métal doit également être prise en considération. Lavoisier et Laplace l'évaluent à 0^,00124, lorsque le métal passe de la température de 0° à celle de 100**. Les expériences de Dulong et Petit donnent 0°',00H8 pour le fer passant de 0" à lOO*» et 0'°,0044 de 0° à 300^

Métallurgie du fer. Ce métal ne se trouve que très rarement à l'état natif; mais les matières minérales dans lesquelles il entre sont très nombreuses ; celles que l'on emploie, comme minerais, pour l'extraction du fer peuvent se

(1) Rcynaud, Truiié d'aickiiedure.

réduire à quelques oxydes, carbonates et silicates. Les principaux sont :

Le fer oxijdulé ou fer magnétique ;

Le fer oligiste on peroxyde de fer cristallisé en rhomboèdres ;

Le fer oxydé rouge, qui comprend plusieurs variétés : l'hématite rouge, donnant jusqu'à 60 pour iOO de fer; le fer oxydé rouge compact, rendant jusqu'à 70 pour 100 de fer; le fer oxydé rouge ocreux ou sanguine ;

Le fer oxydé hydraté, le plus abondant de tous les minerais de fer et dont on exploite plusieurs variétés : le fer hydraté brun ou hématite brune : le fer hydraté compact; le fer hydraté oolithique ; le fer hydraté granuleux ou mine de fer en grains, très commun dans le centre de la France; le fer hydraté limoneux ou mine de marais ;

Le fer carbonate, nommé aussi fer des houillères, parce qu'on le trouve à côté du combustible nécessaire à son exploitation, et qui comprend : le fer spathique blanc; le fer spathique brun ou mine douce, qui donne des fers d'excellente qualité; le fer carbonate lithoide;

Les fers siliceux, qui sont des silicates d'oxydule ou d'oxyde et qui rendent de 15 à 45 pour 100 de fer (1).

Le soufre et l'arsenic, même en petite quantité, détruisant la ténacité du. fer ; on doit rejeter les minerais dans lesquels le fer est uni à l'un ou à l'autre de ces corps.

Le traitement des minerais se fait par deux méthodes. La première, dite méthode catalane , comprend les opérations suivantes : on casse le minerai, on le lave, on le fond, puis on le bat avec un lourd marteau appelé mail ; les scories formées par la combinaison de la gangue avec une partie de l'oxyde de fer s'écoulent et l'on obtient du fer immédiatement malléable.

Le second système est celui des hauts fourneaux : on ajoute au minerai du carbonate de chaux qui rend la gangue

(1) Th. Château, Tedinolcgie du Bâtiment.

FER

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fusible ; la haute température produite dans les appareils appelés hauts fourneaux amène la combinaison du fer avec une certaine quantité de carbone, ce qui donne de la fonte que Ton coule en gueuses. C'est pour convertir cette fonte en fer qu'on lui enlève le carbone et le silicium qu elle contient par l'opération dite affinage : on la fait fondre pour la décarburer et on la bat, à l'état incandescent, avec un martinet i^onr en chasser les scories. L'afiinage anglais ou puddlage diffère de la méthode précédente, en ce qu'il a lieu dans des fours spéciaux chauffés à la houille, tandis queVafflnage proprement dit on procédé Courtois s'exécute dans des fours chauffés au charbon de bois ; ce dernier combustible donne des résultats bien supérieurs à ceux que produisent le coke ou la houille.

La pureté du fer obtenu se juge d'abord par sa couleur, qui doit être d'un gris clair avec l'éclat métallique et non pas blanc et bi'illant, puis par sa cassure, qui doit être à grains fins et serrés; une cassure à facettes entremêlées de nerfs ou de fibres indique un fer mal affiné.

Les fers extraits par les méthodes que nous venons de décrire, puis comprimés et façonnés en barres, conservent la texture grenue dans les gros échantillons; ils sont au contraire fibreux dans les petits ; les échantillons moyens présentent souvent à la fois les deux textures fibreuse et grenue. Les fers à grains résistent moins bien à l'extension que les fers nerveux ; mais ils se tournent, se polissent et se soudent mieux.

Classificalion des fers. Les fers sont classés, soit d'après leurs qualités, soit d'après les formes sous lesquelles on les trouve dans le commerce.

L Qualités des fers. On distingue sept espèces principales de fer qui se divisent chacune en fer mou et fer dur, suivant que le métal se laisse entamer plus ou moins facilement par l'acier trempé.

1° Le fer doux est le plus pur, le plus ductile et le plus malléable de tous, sa texture est grenue et devient fibreuse sous l'action du laminoir. Il plie facilement à froid et à chaud ; mais il est sujet à se détériorer à la forge : il se brûle quelquefois, c'est-à-dire devient lamelleux, s'écaille et casse à froid. Une chaude suante lui rend ses qualités. A côté de ses avantages, ce fer présente plusieurs défauts : il se polit mal, s'oxyde très facilement et son peu de dureté le rend impropre à certains ouvrages ; par exemple, on ne doit point l'employer pour rails de chemins de fer, parce qu'il s'épate et s'use trop vite.

2° Le fer dur, fer fort ou fer de roche, est à texture granuleuse, en grains disposés en fibres dans le sens de la longueur des barres ; ces fibres constituent le nerf du métal; ces fers peuvent se laisser plier à froid sans se rompre ; ils s'améliorent à la forge en devenant plus doux; le martelage les rend aigres, mais une chaude fait disparaître ce défaut.

Les fers forts sont très résistants, soit à la traction, soit à la compression. Ils sont, en outre, susceptibles d'un très beau poli.

3° Les fers cassants à froid, dits aussi fers tendres ont une cassure lamelleuse, blanche et d'un très vif éclat; les fers de cette classe sont plus souvent durs que mous ; leur défaut est dû au phosphore qu'ils contiennent.

C'est ici le cas de parler d'un phénomène particuUer qu'offre ce métal. Le fer doux, à nerfs ou à lamelles, devient fer cassant, c'est-à-dire à grains ou à cristaux, par un long repos, par le martelage à froid, par un refroidissement subit après échauiïemcnt, par l'électricité, par le magnétisme. Ainsi, le fer doux en barres, placé, dans les constructions, suivant une position verticale ou à peu près, devient, en peu de temps, fer à grains, c'est-à-dire, retourne à l'étal cristallin, qui est l'état naturel de ce métal.

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