IV. - ANALYSE DES FERS, ACIERS, FONTES

PRÉLIMINAIRES, ÜÉFINITIONS

Il est difficile de définir exactement ce que l’on doit entendre par les mots fer, acier, fonte. Si l’on se place au point de vue de la composition chimique, on trouve que des métaux jouissant de propriétés physiques voisines peuvent différer beaucoup par leur composition.

Ce qui sert en général à distinguer le fer de l'acier, c’est la propriété que possède ce dernier de pouvoir recevoir la trempe, mais on comprend que les aciers les plus voisins du fer par leur composition ne doivent prendre qu’une trempe très faible et qu’entre les fers les moins doux et les aciers les moins carburés, il y a continuité et que l’on ne peut d’une manière certaine assigner, autrement que par une convention arbitraire, où finit le fer et où commence l’acier ; et môme il arrive ceci, c’est que certains métaux trempés à l’eau ou à l’huile ne prennent pas la trempe et doivent dès lors être considérés comme fers, mais que trempés dans l’eau acidulée ils prennent la trempe d’une manière sensible (voir plus loin Influence de la trempe).

Le fer et l’acier se distinguent de la fonte par leur malléabilité qui n'existe pas pour cette dernière.

(1) Nous ne nous occuperons, dans ce qui va suivre, dos aciers et des fontes qu'au point de vue purement chimique en insistant spécialement sur l’influence de la composition chimique sur les propriétés physiques dos aciers. Nous renverrons le lecteur, pour la [lartio technique, il l’article spécialement consacré il l’industrie des fors.

Si l’on ne considère que des métaux purs, c’est-à-dire ne contenant que du fer et du carbone, diverses expériences et notamment celles des usines de Terre- Noire paraissent démontrer qu’une teneur de o,i5o pour loo suffit pour que le fer carburé commence à posséder la propriété caractéristique de l’acier, à savoir, la faculté de prendre la trempe; une teneur de i,5o pour loo fixe la limite au delà de laquelle le fer carburé cesse d’ôtre malléable. Par conséquent, en dessous de la teneur de o,i.5 pour loo, le fer carburé est du fer proprement dit; entre o,i5 et i,5opour loo, s’échelonnent les diverses variétés de l’acier et à i,5o pour loo commencent les fontes.

Mais le carbone n’est pas le seul métalloïde qui influe sur les propriétés physiques du fer ; en introduisant dans le métal une certaine dose de silicium ou de manganèse, on doit employer une quantité moindre de carbone pour obtenir le même résultat. Aussi n’a-t-on pas pu fonder une classification pratique au moyen de la composition chimique ; on a alors proposé différents essais mécaniques, tels que la charge de rupture et l’allongement produit par cette charge ; on a voulu à tort ne se servir que de l’allongement à la rupture, mais les nombres fournis par ce procédé ne donnent des résultats satisfaisants que pour les métaux ne contenant que du carbone. On a proposé avec raison de joindre à ces essais des essais de choc, certains métaux tout en résistant bien à des charges considérables ne peuvent supporter le choc ; cette propriété estjfàcheuse dans la pratique et l’on n’en serait pas averti si l’on ne faisait que des essais de rupture ; il est vrai que l’analyse chimique pourrait renseigner à cet égard, ces métaux fragiles étant en effet riches en phosphore.

Quelles que soient les difficultés que l’on rencontre dans la définition des fers carburés, il est d’une haute importance d’en adopter une, môme provisoire ; on a proposé plusieurs solutions. Nous nous arrêterons à la suivante par suite de l’autorité des ingénieurs de divers pays qui l’ont adoptée.

Voici la proposition qu’un comité international a faite à l’exposition de Philadelphie pour fixer le sens des mots fer et acier.

« Considérant que la fabrication des fers doux malléables fondus, tant par les procédés Bessemer et Siemens-Martin, que par la fusion au creuset, semble réclamer une nouvelle nomenclature des produits ferreux, afin d’éviter tout malentendu ;

« Considérant, en effet, que le mot acier, par lequel ces fers doux sont désignés en Angleterre et aux États-Unis, dans les relations commerciales et dans les forges, ne les distingue pas des anciens aciers proprement dits qui jouissent delà propriété spéciale de durcir par la trempe ;

« Considérant qu’une nomenclature commune à toutes les langues semble désirable aussi bien au point de vue commercial qu’au point de vue scientifique, puisque déjà des procès sont engagés sur le vrai sens du mot acier ;

« Considérant, enfin, que le caractère des fers fondus, doux ou durs, c’est-à-dire leur parfaite homogénité due à la fusion, peut tout aussi bien être exprimé par un autre terme que par le vieux mot acier, nom qui convient de laisser aux composés malléables du fer qui durcissent par la trempe ; recommande l’adoption de la nomenclature suivante :

« I. — Tout composé ferreux malléable, comprenant les éléments ordinaires de

132 ■ ENCYCLOPÉDIE CHIMIQEE.

ce métal, et obtenu soit par la réunion de masses pAteuscs, soit par paquetage ou par tout autre procédé n'impliquant pas la fusion, et qui d’ailleurs ne durcit pas sensiblement par la trempe, bref tout ce que l’on a désigné jusqu’à ce jour par le nom de fer doux (wrought-iron, anglais) sera appelé à l’avenir fer soudé (weld-iron, anglais ; schweiss-eisen, allemand).

« II. — Tout composé analogue qui, par une cause quelconque, durcit sous l'action de la trempre, et fait partie de ce qu’on appelle aujourd’hui : acier naturel, acier de forge, ou plus particulièrement acier puddlé (puddled-steel) sera appelé acier soudé(weld-steel, anglais; schweiss-stahl, allemand).

« 111 . — Tout composé ferreux malléable, comprenant les éléments ordinaires de ce métal, qui aura été obtenu et coulé à l’état fondu, mais qui ne durcit pas sensiblement sous l’action de la trempe, sera appelé fér fondu (ingot-iron, anglais ; (fluss-eisen, allemand).

« Enfin IV. — Tout composé pareil, qui, pour une cause quelconque, durcit sous l’action de la trempe, sera appelé acier fondu (ingot-steel, anglais ; fluss-stahl, allemand). »