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Essais des acides. — Presque tous les acides employés dans les arts sont livrés par le commerce plus ou moins étendus d’eau. Pour déterminer leur richesse en acide pur, on se sert ordinairement àQ pèse-acides [voyez kv.to- MÈTREs). Si l’on désire un plus grand degré de précision, il faut neutraliser l’acide au moyen d’une liqueur n/m/me titrée à l’avance (voyez Alcali). On prend une certaine quantité, 10 grammes par exemple, de l’acide à essayer, on l’étend d’eau, s’il est trop concentré, et on y ajoute un peu de teinture bleue de tournesol qui devient immédiatement rouge. D’un autre côté, on verse dans une burette graduée une liqueur alcaline préparée de telle sorte que lOO parties de cette liqueur mesurées dans la burette, puissent saturer complètement 10 grammes de l’acide pur. On verse peu à peu la liqueur dans l’acide jusqu’à ce que la teinture redevienne bleue, et, d’après la quantité dont le volume de la liqueur a diminué dans la burette on évalue la quantité qui en a été employée. S’il en a fallu 80 divisions par exemple, c’est que l’acide essayé renfermait 80 p. lOO d’acide pur, soit 8 grammes unis tà 27 d’eau (voyez chaque acide en particulier).

ACIER (Chimie, Technologie). — On peut aujourd’hui définir l’acier, du fer pur retenant en combinaison du carbone dans la proportion de 0,006 à 0,02. L’acier a une densité variable peu difl'érente de celle du fer; il est brillant, susceptible d’un beau poli; sa blancheur dépend du degré de carburation ; la nuance est toujours plus claire que celle du fer, le grain en est toujours plus fin, aussi les aciers n’ont presque pas la structure nerveuse. Il est plus dur que le fer môme à chaud ; mais il est plus aigre, de sorte qu’il faut le travailler à une plus basse température. Sa ténacité est presque double de celle du fer, seulement il faut le charger lentement ; il est beaucoup plus élastique. Il se soude d’autant moins facilement qu’il est plus carburé. Comme le fer, il agit sur l’aiguille aimantée, de plus il conserve la vertu magnétique longtemps après qu’on la lui a communiquée. Tous les aciers ne jouissent pas de ces propriétés au môme degré, bien des causes les font varier. L’expérience a prouvé que l’on conserve d’autant mieux la ténacité, la dureté et l’élasticité de ce composé qu’il est plus homogène et que les deux composants se rapprochent davantage de la pureté chimique.

Les recherches récentes de M. Fremy ont établi que l’azote joue un rôle constant dans la fabrication de l’acier, qu’il existe dans toutes les substances aciérantes, et

qu’on le rencontre invariablement dans l’acier lui-môme. On peut aisément prévoir l’importance qu’un pareil fait peut être appelé à prendre dans la fabrication de l’acier.

Le rapport du carbone au fer exerce surtout son influence sur la dureté du composé ; de là le classement des aciers, en aciers durs et aciers doux selon la teneur en carbone. Les premiers passent aux fontes, tandis que les seconds se confondent par des nuances insensibles avec les fers durs aciéreux, dits fers à grains à cause de leur texture grenue. Outre le fer et le carbone, l’acier peut contenir du silicium, du soufre, du phosphore, de l’arsenic, de l’aluminium, du cuivre et divers autres métaux. On est porté à croire qu’une faible quantité de silicium ou de phosphore n’est pas nuisible, la dureté est augmentée; le soufre rend l’acier cassant à chaud ; cependant l’acier de Styrie contient jusqu’à 0,003 de soufre ; l’arsenic est beaucoup plus rare, il agit comme le phosphore ; l’aluminium est très-fréquent, le silicium favorise son entrée, l’acier indien en contient de 0,001 à 0,002. Le cuivre est très-nuisible, rend l’acier cassant, et il est presque impossible de s’en débarrasser. M. Berthier a constaté que le chrome et le tungstène augmentent la dureté de l’acier.

En Allemagne on utilise maintenant un alliage de fer, de carbone et de tungstène. L’analyse d’un échantillon a donné 6 p. 100 pour la proportion du tungstène.

L’homogénéité est la cause qui influe le plus sur les qualités de l’acier, surtout sur sa ténacité. C’est pour l’obtenir qu’on fait subir un si grand nombre d’opérations aux aciers de choix.

On peut augmenter la dureté et l’élasticité de l’acier à l’aide de la trempe, le fer ne jouit pas de cette propriété. — Pour tremper un acier, onle porte à une haute température, et on le refroidit brusquement dans un liquide ou un métal fondu. La trempe est d’autant plus forte qu’on l’a porté à une plus haute température, qu’il est plus carburé, et qu’on l’a refroidi plus brusquement. On se sert ordinairement du mercure et de l’acide azotique concentré pour une trempe très-forte. Si on reporte l’acier à la môme température et qu’on le laisse refroidir lentement, les effets de la trempe sont détruits ; si on le reporte à une température inférieure, on les diminue dans la môme proportion. C’est ce qu’on appelle le recuit.

On juge facilement de la température à laquelle on porte l’acier, il sert lui-même de thermomètre. On a reconnu que l’acier chauffé à l’air se recouvre d’une pellicule d’oxyde transparente donnant le phénomène des anneaux colorés. On a d’abord jaune pâle 220", jaunepaille 232", jaune-orange 2i3", brun 254, pourpre 277, bleu clair 288, bleu foncé 292, bleu noir 316; à 360" la coloration disparaît. Le môme phénomène se reproduit, mais avec moins d’intensité, à 600". En chauffant à l’abri de l’air, dans de l’huile, par exemple, ces colorations ne se produisent pas. Tous les instruments en acier, d’abord trempés, sont ensuite recuits.

L’oxydation ne se produit pas seulement à la surface, elle pénètre à l’intérieur, le carbone s’oxyde et Tacier perd ses qualités. Jamais il ne faut placer une barre qu’on chaufle dans la zone où il se produit de l’acide carbonique.

Il est très-facile de distinguer le fer de l’acier, on y parvient immédiatement en versant à la surface de deux lames une goutte d’acide azotique étendu, il reste une tache noire sur l’acier après qu’on a lavé, tandis qu’il n’en reste aucune sur le fer. Si la lame est polie, on peut môme par ce procédé juger jusqu’à un certain point de l’homogénéité.

Un bon acier étiré en barre très-mince ne doit pas se gercer, doit se bien souder; on doit pouvoir le travailler jusqu’à une très-basse température. Cassé, il doit présenter un grain homogène et uniforme ; quant à la finesse, elle dépend de la grosseur delà barre: l’acier fortement carburé a un grain fin et brillant, à moins qu’il ne soit fortement trempé.

Selon le procédé de fabrication, on distingue dans le commerce : l’acier naturel obtenu directement avec le minerai de fer ou en oxydant partiellement le carbone de la fonte; Tacier cémenté obtenu en faisant absorber du carbone au fer sous l’influence de la chaleur. En réalité on emploie fort peu d’acier naturel et d’acier cémenté isolément, on les foiid ensemble ou on leur fait subir un ou plusieurs corroyages pour augmenter l’homogénéité. On a ainsi les aciers fondus et corroyés. Enfin on a Tacier Wootz ou acier Indien,

Les consommateurs d’acier peuvent eux-mêmes se diviser en deux classes, les anciens et les nouveaux. Les premiers appliquent les aciers cémentés et fondus, durs et tenaces à la confection des outils et instruments; les aciers

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cémentés naturels mi-durs ou doux soit fondus, soit soumis à un ou plusieurs corroyages, à la taillanderie, à la coutellerie, à la quincaillerie, etc. Les seconds emploient les aciers naturels laminés, corroyés ou fondus aux constructions de machines ; la tôle d’acier fondue est employée pour les chaudières à vapeur ; des essais se font pour faire en acier la couverte des rails.

Acier naturel. — On peut l’obtenir en partant des minerais et en partant de la fonte. Il n’y a que le procédé Chenot qui donne de l’acier d’une manière courante en partant des minerais; on a reconnu que dans la méthode catalane il y a plus d’avantage à fabriquer du fer. Toutes les méthodes d’affinage de la fonte peuvent, quand on les dirige convenablement, donner de l’acier (voyez à ce sujet l’article Feu). Toutefois nous décrivons plus loin un procédé de ce genre, le procédé Ressemer, qui, à raison de sa simplicité, a produit une grande sensation parmi les savants et les industriels.

Acier de cémentation ou aaer cémenté. — On l’obtient en recarburant le fer sous l’influence de la chaleur. Le fer employé ne doit pas contenir de substances étrangères ni de matières oxydées. Les bons fers à cémentation sont rares, les fers de Suède et de Norvvége jouissent depuis longtemps d’une réputation sans rivale, ceux de la Danemone^ surtout les premières marques, se vendent plus du double des prix courants. En France, les meilleurs que l’on ait, sont donnés par la méthode catalane. Le cément est le charbon de bois fraîchement préparé employé en mélange de poussières et de morceaux de la grandeur d’une noisette ; jamais il ne sert deux fois. Le fer est réduit en barres de 0"’,0l à 0“,015 d’épaisseur, de largeur variable et d’une longueur un peu moindre que celle de la caisse à cémenter. Cette caisse est en grès ou en briques réfractaires, les parois ont 0“,12 à O”*,! 5 d’épaisseur. On en place deux dans un four de galère (fig. 42) ayant une porte à chaque extrémité. Les caisses sont de part et d’autre de la grille. Elles sont soutenues par de petits mui's verticaiix de sorte que les flammes peuvent

Fig. 42. — Four de cémentation.

circuler en dessous, d’autres murs les relient entre elles et avec les parois du four. G ou 8 ouvertures, percées près dès parois longitudinales dans la voûte, forcent les flammes à lécher les parois. Les charges sont variables, elles sont comprises entre 10 000 kil. et 2 000 kil. par caisse, unè charge de 10000 kil. paraît préférable. Les dimensions des caisses varient avec la charge et la qualité du combustible, la flamme doit monter jusqu’au haut des caisses. La largeur ne doit pas dépasser 0“, 70 k 0“,80 pour que la chaleur pénètre bien et en peu de temps jusqu au centre. Comme longueur on ne dépasse pas û à G mètres. Il faut que l’ouvrier puisse jeter le combustible jusqu’au bout de la grille qui n’a que 0“,40 de largeur. La hauteur des caisses varie de 0'",90 à 1“,70. Deux petits carneaux permettent d’introduire des barres de fer nommées témoins et qui indiquent le degré de ■carburation auquel on est arrivé.

Le four neuf est séché, chauffé lentement, puis on le laisse refroidir et on charge. Dans chaque caisse on place une couche de 0"*,16 de cément, puis une couche de fer ; les barres sont séparées par un intervalle de quelques millimètres, puis une autre couche de cément et de fer. Le fer occupe à peu près les 0,35 du volume total. Les caisses sont fermées par une couche d’argile damée qui ne doit pas se gercer. Les portes sont ensuite fermées, et on chauffe peu à peu pour arriver au rouge vif en deux ■ou trois jours. Au bout de 6 à 8 jours pour une charge

de 20000 kil. l’opération est terminée, on bouche la grille, on ferme le clapet de la cheminée et on laisse refroidir ; 8 jours après, on peut décharger. Toutes les barres sont classées, on fait deux ou trois classes d’acier selon le degré de carburation et l’homogénéité du grain. C’est une opération très-délicate exigeant beaucoup d’habitude. Cet acier est ensuite corroyé ou fondu. Souvent il se produit à la surface des barres des soufflures provenant du dégagement de l’oxyde de carbone, d’où le nom d’acier ampoule ou poule donné à l’acier cémenté. La dépense moyenne est de 70 kil. de charbon de bois par tonne d’acier et de 700 à 800 kil. de houille. La dépense totale peut s’élever à 40 fr. en moyenne.

Acier corroyé. — Quand on a des cylindres à sa disposition, le corroyage de Tacier se fait comme pour le fer, en plaçant les lopins cinglés ou les barres plates réunies en paquets dans des fours à réverbère. On chauffe lentement pour éviter l’oxydation, et même on entoure chaque paquet d’une couverte formée d’un mélange d’argile ou de quartz et de battitures. Il ne faut pas dépasser le rouge cerise, car l’acier devient cassant à chaud. On le porte ensuite au marteau, puis aux cylindres. Si on n’a qu’un petit martinet pour faire l’étirage, on doit avoir un foyer de chaufferie. Deux foyers sont accolés afin de n’occuper qu’un ouvrier; ils ont la môme face de tuyère; dans l’un, marchant à la houille, on échauffe le lopin, on le finit dans l’autre qui marche au coke; le -martinet frappe de 200 à 300 coups par minute. Le déchet est de 10 pour 100 ; la consommation en combustible de 50 pour 1 00. On peut classer les barres, en former des paquets et réchauffer de nouveau ; on a ainsi les aciers deux et trois fois corroyés.

Acier fondu. — Parles corroyages on décarbure beaucoup l’acier, mais on ne parvient pas à une homogénéité complète ; on a donc été conduit à tenter la fusion. Les premiers essais ont eu lieu en Angleterre. Elle se fait dans des creusets fermés, chauffés au coke ou à la houille; ce dernier procédé est récent. Pour faire les creusets, on se sert d’argile réfractaire de première qualité mélangée avec une certaine quantité d’argile calcinée et broyée ou de coke pulvérisé afin de diminuer le retrait à la cuisson.

Le four à cuire est un simple fourneau à vent dans lequel on place plusieurs creusets sur des fromages. L’intervalle entre eux est rempli de coke, et on chauffe lentement pendant l2 heures à l’air et sans tirage. Les creusets sont salis par les cendres du coke; c’est pour l’éviter qu’on emploie maintenant des fours semblables à ceux qui servent à la cuisson des briques réfractaires.

Le four de fusion [fig. 43) est à courant d’air naturel, légèrement rétréci à la partie supérieure pour mieux concentrer la chaleur. On a des fours à 2 et à 4 creusets. Les premiers ont 0“,40 perpendiculairement à la cheminée sur 0“,55 à O™, 60 ; les seconds ont 0“,60 sur 0“,60 à 0“,70 selon la qualité du coke; entre les creusets se trouve un intervalle de 0"',03 à 0“,036. La profondeur est de l mètre, la section du rampant est le sixième de la grille, la hauteur n’est que de 0“,16 à 0“, 17. Un re-

Fig. 43. — Four de fusion de l'acier.

gistre placé dans la cheminée permet de régler le tirage ; les parois du fourneau sont en pisé très-réfractaire (argile ou grès quartzeux pilonné). Les fours réunis sur une même file sont séparés par un intervalle de 0“,30 à 0“,40. Chacun d’entre eux est fermé par un cadre en fonte renfermant des briques réfractaires. Le four est séché pendant 2 ou 3 jours à petit feu, puis on le nettoie et on le remplit de coke incandescent. Après G heures environ les briques sont au rouge blanc, le four est de nouveau net-

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