FABRICATION

DE l'acier de cémentation, DE l'ACIER DIT DE FORGES , ET DE l'aCIER FONDU.

Ainsi que nous l'avons dit dans la première partie de cet ouvrage, il paraît que l'acier a été connu et employé' chez plusieurs peuples de l'Europe et de l'Asie , à l'aurore même de leur civilisation, parce que dans beaucoup de cas, et principalement dans le traitement des minerais de fer, il se forme tout naturellement de l'acier, dont les propriétés sont trop caractéristiques et trop prononcées pour avoir échappé à l'observation même des hommes les plus étrangers à toutes les notions des sciences et des arts.

Il ne nous est pas possible de rapporter ici en détail toutes les idées des anciens sur la nature de l'acier et sur le moyen de le produire. On peut diviser en cinq espèces les procédés de fabrication sur lesquels les anciens nous ont laissé quelques détails. i<» La purification du fer par le feu : telle était l'opinion d'Aristote. 2° La purification du fer par l'eau , qui rouille , qui oxide et dissout *'

les impuretés du mëtal : Diodore rapporte a cette action la formation de l'acier. 5** L'ëchauffement du fer dans un foyer, suivi de son extinction dans l'eau : c'est là le procédé de Bêcher. 4* La cémentation du fer dans de la fonte liquide : tel est le procédé rapporté par Vanaccio. Celui-là se rapproche davantage de nos idées actuelles sur la nature de l'acier. « On tient en fusion , dit Ya- « naccio , dans sa Pj-rotechnie, une certaine « quantité de fonte; dans cette fonte en bain on a plonge du fer forgé, on l'y laisse quelque temps: « quand on le retire, on le trouve acier. » 5<> La fusion et l'af&nage analogues aux procédés prati-

3ués encore aujourd'hui dans un grand nombre 'usines.

Le procédé de Vanaccio a été répété avec autant de soin que de succès par Réaumur et Rinmann , el s'il offrait économie ou commodité , on pourrait sans doute le pratiquer en grand. Le résultat est tout-à-fait conforme à ce que nous connaissons aujourd'hui sur la nature de l'acier. C'est un partage qui s'opère, dans cette opération, du carbone que contenait la fonte en fusion entre elle et le fer qu'on y plonge.

Quoiqu'il en soit des opinions des anciens et de tout ce que l'on a écrit dans des temps plus ou moins reculés sur l'acier et sa formation , il est certain que la véritable connaissance du la nature de ce composé, qui a conduit à des procédés d'une réussite constante et certaine pour l'obtenir, est toute moderne. Déjà quelques chimistes et métallurgistes, tant parmi les étrangers qu'en France, avaient commencé à jeter (jueiqne jour sur la composition de l'acier, quand le beau travail des académiciens français Mongc , Vandemne et Berthollct, est venu dissiper bien des

( 299 ) fausses lueurs, et fixer les ide'cs sur les points im portants de la fabrication de Tacier.

Aujourd'hui nous l'obtenons par des procédés qu'on peut diviser en trois classes: i <> l'acier obtenu avec du fer forgé, 2® l'acier obtenu avec de la fonte, 5<» l'acier obtenu directement avec des minerais.

C'est dans cet ordre que nous parlerons des procédés de fabrication .

DE l'acier obtenu AVEC DU FER FORGE.

Ce mode de fabrication a commencé par un procédé qui est encore quelquefois usité aujourd'hui : c'est celui de la trempe en paquet. Ce procédé réussit bien , et il est suffisant pour tous les objets où l'on ne désire de dureté qu'à la surface : telles sont les limes et plusieurs autres instruments. Toute l'opération consiste à placer dans des caisses de l61e , de fonte, de fer, ou même de terre ou de certaines pierres , les morceaux de fer que l'on veut rendre aciéreux , et à les entourer de toutes parts avec des compositions diverses , mais dans lesquelles le carbone entre toujours comme substance essentielle. On ferme hermétiquement ces caisses, que l'on enduit de terre argileuse pour les empêcher de fondre ou de s'oxider (quand elles sont de métal ). On les place ensuite au milieu d'un feu de forge ou dans un fourneau de réverbère. Après leur avoir fait subir une très haute température pendant un temps déterminé, on retire les caisses du feu , et on jette dans l'eau plus ou moins froide , selon le degré de dureté que Von veut obtenir, les morceaux de fer rouges que contenaient les caisjscs.

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Ce que l'on appelle la cémentation, et qui f*exe'cute ordinairement sur de plus grandes miantite's de fer, est à peu près le même procède,^ SI ce n'est que pour la cémentation la chauffe est continuëë beaucoup plus long-temps, dans des fourneaux appropriés à cet usage. La continuité de cette chauffe tait pénétrer plus avant dans le fer le carbone qu*il s'agit d*y combiner pour le convertir en acier. C'est ce procédé ainsi étendn que nous allons décrire dans ce premier article sur l'acier.

Du choix des fers pour la cëmentatibir.

Ce choix est rigoureux : car la plupart des défauts dont le fer est susceptible d'être affecté se manifestent dans l'acier qui en provient, et même d^une manière souvent plus prononcée que dans les fers avant leur cémentation. Le défaut qa'il faut surtout éviter avec le plus d'attention est celui do cassant a froid et du brisant a chaud,

11 convient de choisir des fers sans pailles et sans eerçures.

Il taut observer les différentes nuances qu'offre la cassure des fers : i® le fer à grandes lames plates , 20 à lames mojrennes , 5» à petites lames y 4^* à lames et à grains mélangés , S® à grains moj'ens , 6** à lames convexes, ^^ fibreux.

Le fer à grandes lames plates est ordinairement cassant à froid; l'acier qu'on en obtient non seulement participe au même défaut , mais encore est si brisant , quelque peu qu'on le chauffe et qu'on le frappe , qu'il tombe en morceaux ) ce qu'on peut en conserver est plein de crevasses et de gerçures. La cassure de ce fer fait voir des la-

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mes blanches 1res brillantes, irrc^gulières^ quelques unes de ces lames ont plus de deux lignes de diamètre j elles laissent entre elles des espaces occupés par des lames beaucoup plus petites.

A Paris on connaît sous le nom dcjer en ro^ che le fer à lames moyennes. Les aciers que Ton en obtient sont moins intraitables que ceux de la première espèce; mais leur qualité est cependant assez mauvaise pour qu'on e'carte de la ce'mentation cette qualité' de fer. Ses lames sont plus petites et plus égales que celles du fer précédent, et elles sont arrangées avec plus de régularité.

Le fer à pelites lames produit en général de bon acier; il exige moins de temps pour sa cémentation que les autres fers, et il prend un plus grand degré de dureté ; la couleur du grain de l'acier qui en provient est beaucoup plus blanche que celle des autres aciers ; les lames du fer sont petites et séparées par des grains aplatis de couleur grisâtre.

Les fers à lames et à grains mélangés produisent de bon acier. Celui-ci se forge bien, et il est très propre aux objets polis. Ordinairenaent cet acier est moins dur que les précédents. La durée de la cémentation doit être courte. La couleur du grain de cet acier est grise. La cassure du fer qui le fournit est un mélange de lames et de grains, dans lequel les derniers occupent souvent un espace plus grand que les premières; d'ailleurs les lames ne sont ni aussi grandes ni aussi vives que celles de la troisième espèce. Ce quatrième caractère est assez généralement celui des fers de Suède.

Les fers à grains moyens sont susceptibles de produire un acier dur et très propre à fabriquer des ciseaux pour couper le fer; ils se cémentent

bien et facilement, en peu de temps ^ s'ib supportaient un feu trop long , ils se gerceraient. Plusieurs variétés de ces fers donnent un acier J( grains gris qui se travaille bien. A Télat de fer, la cassure est toute grenue } les grains sont d'ane grosseur moyenne. Tels sont, en général, Içs fer$ provenant des fontes de Champagne, du Nivernais, et quelques uns de ceux du Berri.

Les fors à lames convexes ne donnent qu'un acier très difficile à travailler. Réaumur dit que, si ces fers, qui ordinairement se livrent sous la forme de grosses barres , étaient de nouveau forgés eu barres- plus petites, ils produiraient un meilleur acier ^ mais Ton ne voit pas sur quoi s'appuie une telle présomption. C'est, au surplus, une espèce de cassure bâtarde , qu'on ne sait k quelle espèce rapporter. Ces fers sont assez rares.

Les fcrd fibreux , quand ils ne sont pas rouverins , donnent ordinairement de l'acier jexcellent et qui a beaucoup de corps ; mais il est nécessaire de les cémenter long-temps pour les amener à l'état d'acier. Ces fers ne montrent que des fibres, et leur cassure ressemble à celle d'un morceau de bois rompu. Ce sont ces fers qui sont généralement connus sous le nom dejerdoux : tel est le fer du Berri , bien forgé et étiré en bande ^ tels sont les fers de la forge de Paimbœuf en Bretagne; tels sont encore ceux du pays de Foix , et de quelques autres forges de France.

Voilà quels sont les proguostics tirés par Réaumur de la cassure des fers; mais, quoique dans la plupart des ciroonslanccs ces proguostics se réalisent , il ne faut pas les considérer comme des certitudes. On ne doit pas perdre de vue que l'aspect de la cassure, la forme des lames , celle des grains et des fibres, pcuvçnt être des indices

Iroinpeurs, puisque tous ces signes varient souvent Bctl'oh les diverses opérations auxquelles le fer a ^^é gouipis.

Il est bien certain que tous les fers cassants à froid sont compose's de grandes ^anies brillantes et irrëgulières , placées les unes sur Les autres, et qui varient de forme et de grandeur , selon que le défaut d'être «assant est plus ou moins prononce dans le fer de cet aspect; et il n'est pas moins certain que tout fer cassant a froid ne peut donner que de très mauvais acier, intraitable à froid comme à chaud. Mais il n'en suit pas rigoureuseooent que les mêmes caractères aans le fer soient toujours et constamment une preuve de leur propriétë cassante , car on est toujours maître de faire naître de grandes lames, même dans ie meilleur fer, et de lui communiquer la propriété de casser à froid ^ il suffit pour cela d'exposer un fer doux et fibreux à l'action d^un feu long-temps continué , et de le laisser ensuite refroidir lentetuent et graduellement. Mais à la vérité ce fer sera rendu à toutes ses bonnes qualités primitives , et on en fera disparaître les lames en le chauffant et en le forgeant de nouveau } taudis que le fer naturellement cassant ne peut pas du tout être anaéliorépar le forgeage. Cette diflPércnce ofFreun moyen certain et assez facile de s'assurer de la véritable qualité des fers avant de les soumettre à la cémentation dans la vue de les convertir en acier.

En outre, tous les fers, à l'exception des fers cassants, peuvent, comme nous l'avons déjà dit, prendre du nerf lorsqu'ils sont forgés à froid ; et quant aux grains, à leur nature, à leur forme et à leur proportion , tout cela peut encore beaucoup varier , selon que le fer a été forgé plus ou moins rapidement.

Les fers doux et mou et doux et dur sont les* seuls qu'on puisse avec avantage convertir èi acier. Il ne s'agit donc , pour s'assurer dés quafi^ te's qui peuvent être cëmente'es, que d'essayer lô fers en les pliant à plusieurs reprises à chaud eti froid, en les tourmentant en quelque sorte: tous les fers qui résisteront également bien à ces deux épreuves pourront être employés pour l'acier.

Mais les deux variétés propres à la cémentation différent l'une de l'autre en ce que le fer doux et mou est ordinairement du fer pur, tandis que le fer doux et dur est un fer déjà charge d'une certaine quantité carbone : il s'ensuit qae, dans l'opération de la cémentation , le premier doit être chauffé en contact avec les matières carbonneuses- bien plus long-temps que le dernier, qui déjà en est en partie saturé.

La distinction de ces deux variétés de fer peut encore facilement se faire, soit à l'aide de la trempe dans l'eau froide , ou au moyen de l'aiTusioii d'une goutte d'acide à la surface du fer.

1® Si l'on fait chauffer au rouge-blanc différents fers doux , et qu'on les plonge en cet état dans de l'eau très froide , les fers mous restent noirs ^ leur surface est recouverte d'une couche d'oxidule uniforme. Les fers durs, au contraire, sont tachetés de gris et de noir : les taches noires sont dans ce cas formées par l'oxidulc adhérent, et les taches blanches par des portions d'oxidnie détachées. En général on trouve les taches blanches d'autant plus considérables que le fer est plus dur.

Il est bon d'averlir cependant d'un cas où ccl indice pourrait être trompeur, si on no faisait rien de plus pour constater la qualité du fer. Ou a re-

:onnii que les fers arsenics et les fers potasse'^ étaient susceptibles de se découvrir tout comme {es fers carbures : d'où l'on peut juger de la ne'- :€ssitë, lorsqu'on remarque des taches ]>lanches iprès la trempe, de s'assurer, par le moyeu d'une ime, si la surface du fer , à l'endroit des taches )lanches , a plus de dureté que dans les endroits ]ui n'ont pas dprouvë l'action de la trempe.

a<* Une goutte d'acide nitrique , sulfurique ou nuriatique , suffisamment étendue d'eau , et qu'on i laissée tombersur la surface, blanchie à la lime ou ar la meule , d'un morceau de fer j laisse voir, à 'endroit où l'acide a exercé son action , une tahe d'un blanc gris ou noir. Sur le fer mou et lur, la tache est blanche; sur le fer dur elle est ;rise ou noire; et cette tache noire n'est autre hose que la petite portion de carbure, combinée tvee le fer, que l'acide a isolée en dissolvant la portion de métal avec laquelle ce carbure était lomLiné : cette tache est d'un noir d'autant plus irononcé que la proportion de carbone est plus ronsidérable.

11 est facile de concevoir comment le phosphore !tle soufre , qui rendent , l'un le ferbrisant à cnaud, \i l'autre le fer cassant à froid , peuvent sesurcomliner avec le carbone dans la cémentation de ces ers, et comment de ce nouveau composé il peut ésulter un métal cassant, et plus cassant même pe le fer ne l'était avant l'addition du carbone; nais ce qui se comprend moins facilement, et ce (ont même il n'a encore été assigné aucune cause rès plausible , c'est que , parmi les aciers de cédentation , les uns conservent leurs propriétés ciéreuses , quoiqu'ils aient été chauffés et forcés n grand nombre de fois, tandis que d'autres les erdent par l'effet d'un très petit nombre de

ciiauiTes et defôrgeages. Dans le langage d vriers, l'acier se pâme»

Assez gënéralement les fers qui se cëm facilement et promptement perdent leui priété aciëreuse dans un très petit nom!

chauffes; tandis que, chose très remarq elle se conserve opiniâtrement dans le$ fei la cémentation a été plus longue et plus d

Des céments en usage.

Le charbon est essentiel , indispensable < composition de toutes les matières qu'on e à la cémentation du fer, puisqu'on ne peut vertir en- acier qu'en y mtroduisant du ca

Avant qu'on ne connût la vraie théorie ciération , il a été tenté des milliers d'çypér qui toutes ont été infructueuses , pour op conversion du fer en acier.

Réaumur, Bergmann et Rinmann , ent très , ont multiplié jusqu'à satiété des teii qui non seulement n'ont pas produit d'acie dont quelques unes même n'ont eu pour r que de faire perdre aux fers soumis à. ces riences les propriétés plus ou moins aci dont quelques échantillons jouissaient déjà ainsi qu'on a vainement employé à la céi tion les terres argileuses, les sables, la ] d'os calcinés , la craie , la marne, la cha cendres lessivées, les sels alcalins, les sel très , le verre pilé.

Quoiqu'il ait été bien prouvé que le char bois, employé seul, est un bon cément, i suffise pour transforn^er le fer en acier ; q l'on sache très positivement qu'on n'emploi

}age que le eharbon de bois dans l'ujsinc ;rby en Suéde, et dans celles de New-

et de Sheffield en Angleterre , il est encore ars aciéries, et c'est même le plus grand re^ dans lesquelles les directeurs font usage verses compositions plus ou moins compli- , qui ont à la vdrite' pour base le charbon

substances carbonées, mais qui peuvent beaucoup de cas détériorer Tacier qu'on ob-

trouve dans plusieurs ouvrages la descripe ces compositions, dont se glorifient les inars , et que pour la plupart les ouvriers tâde tenir secrètes. Les bases de toutes sont arbon de bois pilé ^ de la suie , des cendres lange avec diverses matières animales , vé- I et salines : tels sont , par exemple , la sale poil , la corne , la fiente de bœuf, le crotcheval, de mouton, la fiente de poule, de 1, etc., de l'huile, de l'ail, quelques plan odeur forte et pénétrante, des alcalis, du du sel marin , du muriate d'ammoniaque , rse nie, du savon.

nitre , par exemple , loin de contribuer à la ration du fer, brûle 16 carbone qu'il pou- ^jà. contenir. D'autres ingrédients communiai' acier des défauts: tels sout la savate , le la corne, qui donnent à l'acier des grains IX en dureté. La plupart des autres substan- Dt au moins inutiles ; quelques unes décidé-' nuisibles , tels sont quelques- sels mêlés dans' ments. Il paraît constaté que l'acier qui prode la cémentation dans laquelle ils ont été »yés n'est que peu durable , et tel que , lorsa été forgé et trempé une fois^ il prend un grain , et que , forgé et trempé une seconde

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fois , il perd presque tout ou même la totalité Jip ses propriëtës aciéreuses, et se pâme.

Il paraît prouve , comme nous renoHS âélt; dire , que le charbon de bois suffit jtoor la céïÀeth tation -y mais il serait possible que les diverses eipècea de charbon produisissent des e£Pets diffi^ rents. On s'est de'jà assuré àOslerby, en Suède, que, de tous les charbons que l'on peut se procurer dans ce pays, celui de bouleau est le plus prik pre à -la cémentation.

Toutes les expeViences faites jusqu'à prësenl prouvent que l'acier n'est absolument autre choM qu'une combinaison très intime de fer et de ca^ bone, et puisqu'en cémentant le fcF avec .de II poussière de charbon pur il s'aciérait bien fXi tous les degre's, on devait conclure que l'emplfi de cette substance sans mélange devait êlrepr^ férable aux autres compositions. £n effet, en bé mentant avec du charbon seul , on s'assure qu'a» cune autre matière ne se combine avec le fer, ci qui n'est pas toujours le cas quand on- fait usajl de diverses compositions: c'est ainsi que la savait est reconnue , ainsi que la corne et le poil , poB contribuer à produire un- acier graineux , d beaucoup inférieur à celui qu'on obtient' avec 1( charbon de bois seuK

La suie , par son extrême fmesse , et l'état d division où elle se trouve, paraîtrait, à la vériU devoir favoriser l'opération de la pénétration à carbone dans le fer; mais elle n'est pas pure, et cause de cela on doit éviter d'en faire usager

Des caisses et des fourneaux pour la cémentation. Ces caisses peuvent être en tôle, en fonte «

( 5o9 ) en terre à creuset , en briques , en grès ou aupierres qui re'sistent au feu. La tôle convient ;énéral pour les petits objets qui ne doivent suqu'une chauffe de peu de dure'e.

lomme le fer et la fonte , exposes à une haute përature^ surtout quand elle est long-temps tinuée, Voxident assez profondément, il faut moins tâcher de diminuer Tefifet de cette oxiion en recouvrant extérieurement le métal ne couche d'argile pour le préserver autant ; possible de l'action ue Tair.

^a température requise pour la cémentation du est de 80 degrés du pyromctre de Wedgwood moins. A cette température la fonte et même t61e éprouvent déjà un premier degré de rallissement, et le moindre accident qui empêtrait de rester maître de la direction du feu loserait au danger de la fusion des caisses : on onc cherché à se mettre à l'abri de ce danger, 'on a construit des caisses avec -de bonne terre reuset délayée dans l'eau. 11 y a plusieurs ma* res de façonner ces caisses : 10 la caisse est faite lae seule pièce ; les cinq faces qui la compo- .t, sans le couvercle, sont liées entre elles par Torce d'adhésion de la terre cuite ; 2^ elles sont mées de cinq plaques qui s'emboitent et se réusent dans des rainures; 5<» chaque caisse est mée de deux plaques de terre à creuset ,qui ennt dans des rainures faites dans la sole du irneau au-dessus du foyer ; les autres rainures it pratiquées dans les faces latérales du même irneau. C'est Réaumur qui a proposé et exécuté premier ce mode de construction des caisses.

Dans l'argile employée pour la construction i caisses , il y a un choix a faire , indépcndam- !nt de la qualité réfractaire qui y est requise : il

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faut encore qu'elle soit exempte de toute sqIi stance étrangère qui pourrait apporLôr dans fl cier des modifications que l'on a a redouter. Ll terres autres que l'alumine et la silice, coiMJ tuants essentiels de l'argile, peuvent être nnisibh particulièrement la chaux ; les oxides mëtal ques, tels que ceux de fer et de manganèse, atl aussi peu favorables dans la construction des cdl ses } toutes ces substances contribuent trop ai fusibilité de l'argile.

L'argile doit être bien corroyée et cimeiril comme les pots de verrerie avec de la poiiA| d'anciennes caisses, ou d'argile cuite exprès poi cet objet.

Les caisses doivent être ce qu'on appelle d trempées, avant d'en faire usage, c'est-è-a qu'il faut les cuire jusqu'à un certain degré, M quoi elles courraient le risque de casser damr fourneau de cémentation.

Il est assez difficile de donner de grandes mensions aux caisses des creusets faits d'une i pièce.

Les caisses en briques détachées sont les commodes et les plus économiques. On peut lement et à peu de frais changer les briques qoîj cassent ou se gercent , et il est très aisé de r''^ rer promptement une caisse dérangée. M faut employer des briques construites exprès, i ceptibles de supporter une haute tempcraturei^ auxquelles on ne donne que la longueur n< saire, afin qu'elles n'interrompent pas trop le «âge du calorique.

II est bon d'employer à la construction d'i caisse de cémentation des briques de trois foi différentes : les premières, planes et rcclanj^ res, sont destinées à former le fond et les fàccsl

aies; les secondes, plie'es, recourbées à angle )it, sont destinées à former les arêtes de la caisse ; troisièmes , composées de trois plans rectanaires , et réunis entre eux , forment les coins

angles solides des caisses. Pour joindre plus tleraent ces briqnes , les unir avec plus de solii^ et empêcher que la flamme ne pénètre enleurs joints , on conserve dans leur épaisseur

angles saillants et rentrants, de.fffçon que les ties saillantes de Tune des briques s'enchâssent 19 les parties rentrantes des autres , et que les ques soient réunies à la manière des languettes is les rainures.

ïln Angleterre , à Newcastle , à Sheffield , les nsetspour la cémentation du fer sont construits îc du grès très réfractaire. Ces grès supportent , is se rompre ni se fendre , un très haute tem- :^ture. On taille ces grès sous forme rectangurC) en briques d'une épaisseur de 2 à 5 pouces. Les fourneaux de cémentation ont assez géhéèment la forme d'un prisme à base rectangure , terminé par une calotte cylindrique. Le le intérieur est divisé en quatre parties : i» le idrier, 2« le foyer, 5* le creuset , 4" ^^ voûte icée au-dessus du creuset.

[1 existe dans les dimensions des fourneaux des riétés considérables , qui dépendent principalemt de la quantité de fer que l'on veut cimenter i fois : les uns ne contiennent qu'un e caisse } d'aus^ beaucoup plus considérables , renferment iix caisses. Réaumur proposait des fourneaux atenant 5 , 4 ) ^1^ même un plus grand nombre de isses. Les caisses de Réaumur avaient de 8 à 14 nces de large sur iSk Hj^ de longueur. En Anïterre, les caisses ont ordinairement de 12 à 56 ^s de longueur. La hauteur de ces espèces de

creusets est ou égale a leur largeur, c plus grande.

Les fourneaux peuvent ct^c chaufifés du bois , soit avec de la houille y soit charbon de bois. La forme des chauffes Ion le combustible que Ton emploie. ] neaux chauffes avec du bois doivent foyer plein, qui ne reçoive d'air que pai canduits pratiques dans la partie infé foyer. Quand les creusets sont petits, jette par une extrémité ^ quand les crei grands , on jette le bois par les deux e:

La hauteur du sol du foyer, au-dessous d creuset, doit être de 18 à 5o pouces.

Pour les fourneaux chauâes avec de 1 on pratique un grand canal au-dessous d du foyer, afin d'établir un courant d'air sidérable , et qui est absolument nëcess faire brûler la houille. Les fourneaux c ment , en raison delà longueur des cais mentation , ou une seule ouverture plac des extrémités, ou deux ouvertures, ui que extrémité.

Enfin , dans les fourneaux chauffés charbon de bois , le sol du foyer est pL très petite distance du fond; le charbo par Je haut , dans des espaces vides, c'c dans des canaux pratiqués entre les pa , rieurs du fourneau et les faces des C£ 'i^iénage, dans ces sortes de fourneaux , petits conduits près du sol, pour faire ai le charbon la quantité d'air propre à e la combustion et à élever la teuipcralure nécessaire.

A Oslerby, en Suède, on cémente en i opération i o milliers pesant de fer dans t

chacune d'une capacité de a/f pieds cubes. A «rcastle , en Angleterre, la capacité de ces caisea jusqu'à 68 pieds cubes; on y cëmenle envi-

14 milliers de fonte. Dans les creusets de umur, la quantité de fer cdmentë était de i25 es par pied cube; dans ceux en usage à Os- »y, cette quantité est de 140 livres, et àNewle d'environ 200 livres. En général , comme int dans chaque caisse laisser un espace à la tie supérieure, afin de pouvoir la fermer hcrîquement, elles doivent contenir proportioniement d'autant moins de fer qu'elles sont plus lies. Il y a à considérer, relativement à la quan-

de fer que l'on place dans une caisse , que le ume du cément doit être à peu près les trois ^ièmes de celui du métal : de là le pied cube space rempli par le fer et le cément doit conir de 160 a 200 livres de fer.

1 eslt à observer qu'il est utile de conserver is chaque fourneau des ouvertures qui comniquentdans l'intérieur du creuset, et qui ont ir objet de pouvoir exposer , dans le cément,

morceaux de fer , à l'aide desquels on puisse er du degré de cémentation qu'a éprouvé le lai; il sera même bon , ainsi que le conseille aumur, de placer ces éprouvettes à différentes iteurs, afin d'avoir des données exactes sur différents degrés d'aciération du fer dans toute rendue de la caisse.

Dans quelques ateliers on pile le charbon de \s pour la cémentation dans des mortiers, et a passe au tamis la poussière que l'on en obkit; dans d'autres on pile le charbon avec des cards, et l'on passe le charbon pilé dans un itoir semblable à celui dont font usage les bouigers et les meuniers pour passer la farine.

7« Partie, 14

Du procède de la cémentation.

Pour cémenter le fer, on le stratifié dans les caisses avec de la poussière de charbon , que Foii coiTiprinie fortement sur le fer. 11 faut ensuite - fermer herméti(juement le creuset : alors on donne le feu, qui ne doit éprouver aucune interruption, ni même de rallentissement , jusqu'à ce tout le fer soit complètement acier ë.

La combinaison]au carbone avec le fer des barres se faisant d'abord à la surface , et puisque ce n'est que successivement que cet effet se propage de tranche en tranche jusqu'au centre , il s'ensuit que le temps nécessaire pour que chaque cémen- < tation soit complète doit être d'autant plus lonf ( que l'épaisseur des barres sera plus grande et I que la température sera moins élevée. Eln effet, J Réaùmur s'est assuré que, s'il faut douze heures (t / chaleur égale) pour cémenter un barreau de 3 lignes d'épaisseur, il en faudra 56 pour cémenter jusqu'au centre un barreau de 6 lignes.

iJn autre résultat de la même loi de pénétration progressive du carbone dans l'inférieur dn fer , c'est que, si les centres des deux barreaux, l'un de 6 lignes d'épaisseur et l'antre de i a, sont également cémentés , le premier contiendra proportionnellement moins de carbone, et sera , par conséquent, dans sa totalité, moins aciéréquele second. Le carbone s' introduisant successivement, les premières tranches se combinent d'abord avec une portion de ce combustible ; elles cèdent ensuite aux secondes tranches une partie du car- S bone qu'elles ont pris , en même temps qu'elles

s^unbscnt à une Douvellc quantité de cette substance. Cette combinaison et cette pënétration se font de manière que cbaque couche successive contient des proportions de plus en plus faibles de carbone , à mesure qu'elles s'avancent de la circonférence vers le centre. Ainsi, un barreau de 12 lignes retient, depuis son centre jusqu'à 5 H-

faes de distance de chaque côté , autant de carone qu'un autre barreau de 6 lignes ; mais, à partir de cette couche, toutes celles qui suivent , jusqu'à la couche extérieure, ont des proportions de carbone qui vont en augmentant. Il resuite de là que toutes les couches d'un barreau de 12 lignes qui s'écartent de celle qui est à 5 lignes du centre contiennent plus de carbone que les couches intérieures, c'est-à-dire que celles qui se rapprochent du^centre } et comme la quantité de caroone dans l'intérieur ^ à partir de 5 lisnes du centre, est la même que celle que contient un barreau de 6 lignes , il s'ensuit que le barreau de 1 2 lignes doit retenir, proportionnellement, beaucoup plus de carbone que celui de 6 lignes.

Or, puisqu'il faut plus de temps pour cémenter des gros barreaux que pour en cémenter de plus petits au même degré , il faut donc , autant qa'il est possible , placer dans chaque opération des barreaux d'ans même épaisseur. Mais une question encore plus importante est de déterminer quelle est l'épaisseur la plus favorable à la cémentation .

Si l'on ne comparait que le rapport des temps employés avec la quantité de fer cémenté , on serait conduit , d'après les observations de Réaumur , à regarder les barreaux les plus minces comme les plus favorables à la cémentation; mais des barreaux d'acier très minces seraient fort dif-

ficilea à forger ; ils sVcraseraient sons le marteau. Dans le but de concilier autant que possible l'avantage qu'offrent les barreaux minces sous le rapport ae la facilité de la cëmeniatation avec celui de la facilite du forgeage des barreaux d'acier, et conformément au résultat de nombreuses expériences faites à cet égard, on donne ordinairement de 5 à8 lignes d'épaisseur aux {barreaux que Ton stratifié dans les caisses. Quant à la largeur , elle varie , et on la fait toujours dépendre delà grosseur des aCiers que l'on a envie a'ob>tenir.

Le chargement des caisses de cémentation exige une attention scrupuleuse. Il faut examiner avec le plus grand soin Tétat dans lequel elles se trouvent. Si elles avaient des fentes, des crevafies, par l'action réunie de l'air et de la chaleur, le cément dont on entoure les barreaux, et qui n'est que du charbon, ou composé principalement de charbon, serait brûlé avant que le fer ne pût en éprouver Pinfluence; l'action de l'oxygène, se portant plus avant, attaquerait jusqu'au fer lui-même, l'oxiderait , et toute l'opération serait manquée.

D'abord on pulvérise les matières du cémâii, et on les tamise et les mélange intimement , après quoi les ouvriers entrent dans la caisse pour y arranger le fer. D'abord ils mettent dans cette caisse une couche de cément d'environ lo lignes d'épaisseur ; ils placent sur cette couche un lit de barres de fer. Autant que possible, il faut faire occuper à ces barreaux toute la longueur de la caisse. Mieux les barres sont dressées, mieux elles s'arrangent dans la caisse, et moins il y a déplace perdue.

Les Anglais sont dans l'habitude d'humecter un peu le cément, pour que la stratification avec

les barres de fer se fasse plus commodément.

Cette méthode a trouvé plusieurs contradicteurs en Allemagne et en France , où Ton croit que Pacîde carbonique et l'hydrogène que l'on suppose provenir de l'action de l'eau décomposée sur' le cément peuvent nuire à la qualité de l'acier 5 on craint d'ailleurs que dans ce cas l'eau n*oxidele fer. Mais ces craintes paraîtront chimériques si l'on réfléchit que l'eau dont on imbibe le cément doit s'évaporer long-temps avant que la tenapérature delà caisse n' ait été portée au pomt où elle pourrait favoriser l'eô'et que l'on redoute.

Les premiers barreaux doivent se placer à 6 ou 8 lignes des parois des creusets , afin qu'il s'y trouve une grande épaisseur de charbon } mais ensuite il suffit de laisser entre chaque barre 2 lignes de distance j seulement pour les séparer les nnes des autres par une épaisseur de charbon suf-> fisante pour les empêcher de se souder lorsqu'elles seront ramollies.

Sur cette première couche de barres de fer on place^une seconde couche de cément de 5 à 6 lignes d'épaisseur, puis une seconde couche de barres, et cela successivement jusqu'à ce que le creuset soit rempli, moins 5 à6 pouces qu'on laisse de vide au-dessus de la dernière couche de cément, afin de pouvoir fermer hermétiquement la caisse.

La grande épaisseur de 6 pouces qu'on donne à la couche de cément qui touche immédiatement à la paroi du creuset a pour objet de préserver le. fer de l'oxidation que pourrait occasioner l'air, s*il sef formait quelques crevasses pendant l'opération.

Il y a trois manières de boucher hermétiquement les caisses : i^ avec un couvercle de tôle ou de fonte , comme celui qui ferme les caisses pour

les trempes en paquet ^ 2« avec nn couvercle de terre, comme dans les fourneaux deRéaumur;5* avec de la terre ou du sable. Celte dernière méthode est la plus commode sans doute, et c'est la plus ge'néralement employée. C'est dans ce but, et pour que la couche de fermeture soit assex épaisse, qu'on laisse jusqu'à 6 pouces de vide dans le haut du creuset.

A Newcastle , en Angleterre , on recouvre le cément de sable pur, imbibé d'un peu d'eau 3 on élève cette couche en d'os d'âne ^ quelquefois on mêle à ce sable un peu d'argile ou de terre à four, pour lui donner du liant. Il y a quelque choix dans cette terre : il faut qu'ellesoit assez réfractaire pour ne pas fondre entièrement , mais cependant qu'elle puisse se ramollir assez pour s'afffaisscir avec le cément, et former une espèce d'enduit semi-vitreux qui le garantisse du contact de Tair.

En plaçant la première couche de cément , oh

f»ose les éprouvettes, qui doivent être fixées dans e bas delà caisse. On en met une à chaque coin, et on les enfonce de 10 pouces au moins dans le cément, en les recouvrant, dans la partie qui est hors de la caisse , avec de bonne argile , afin qae le feu ne les ronge pas; puis on place les autres éprouvettes à diverses hauteurs , à mesure que l'on stratifié le fer dans lacaisse. Les éprouvettes doivent avoir, autant que possible, la même épaisseur que les barres soumises à la cémentation 'y il serait même bon qu'elles fussent un peo plus épaisses , pour qu'on pût conclure à coup sûr du degré d'aciération des barres par celui des éprouvettes.

Aussitôt que les caisses sont chargées et recouvertes , on ferme l'ouverture par laquelle les ouvriers sont entrés dans le fourneau , et l'on al-

le le feu. Il doit être poussé de manière à faire gir la caisse , et à élever la température de 80

degrés du pyromètre de Wedgwood , ce qui très voisin de celle à laquelle le for est au ge-blanc^ mais il y a encore un grand inter* Le entre ceci et le point de fusion du fer, qui le i5o* environ de la même échelle. A là ve- , à mesure que le fer se combine avec du carie et passe à l'état d'acier, il devient moins inble : voilà pourquoi il faut se garder, dans le grès de l'opération, d'élever la température ansus de Qo® de Wedgwood, crainte de fusion , au moms d'un trop grand ramollissement et ne déformation des barres.

^orsque, d'après la connaissance qu'on a de fourneau , on croit l'opération prête à se terler, on retire des éprouvettes, que l'on casse , ir examiner leur grain , et ce qu'elles indiquent le degré d'aciération du fer. D'après la nature la forme de ce grain on peut juger si le carie a pénétré au centre du barreau. Sur cet men, l'on continue ou l'on arrête le feu. Dans dernier cas il faut ouvrir les portes du fourlU et le laisser refroidir.

)ans quelques fourneaux la cémentation est minée en trois ou quatre jours , tandis que dans utres elle dure huit et même dix jours, et .'Iquefois davantage. Tout cela dépend princiement de la manière dont on a chauffé son rneau , de la température des caisses , de leur ndeur, et surtout de la grosseur des barres.

1 a été avéré que la durée de la cémentation , à ^é égal de carburation , n'a aucune espèce d'in- ;nce sur la qualité de l'acier. Il est donc avaneux de chauffer plus vivement son fourneau ir accélérer l'opération , pourvu qu'on n'at-

teigne pas au degré de fusion du fer d'abord el de l'acier ensuite. L'expérience seule peut dëcidei quel doit être le degré le plus favorable h l'économie de l'opération , et cela relativement à l'espèce de fourneau dont on fait usage, à la grandeur des caisses , et à la nature des fers que l'on convertit en acier.

Pendant le cours de la cémentation , principalement après les premières heures de feu^ on s'aperçoit que la masse de cément diminue. Cette diminution occasionerait un vide entre le sable et le charbon. Si les terres qui recouvrent le creusa n'avaient pas assez de mobilité pour suivre l'affaissement, il pourrait s'y former des crevasses qui donneraient passage à l'air, dont l'oxygène brûlerait le cément et même le métal.

Après l'extraction des barres d'acier des caisses, on peut, en imbibant légèrement le cément, le faire servir encore à une nouvelle opération. Néanmoins Réaumur, et après lui plusieurs autres métallurgistes, croient avoir constaté qu'à chaque opération le cément perdait de sa force, et ils ont jugé qu'il convenait d'y ajouter chaqac fois du charbon neuf.

On peut , en retirant successivement les cprouyettes , juger de la marche de la cémentation, conséquemment de l'instant où l'on doit cesser le feu, relativement au degré d'aciération qu'on veut obtenir. Chaque tranche successive d'une barre entièrement cémentée est non seulement remarquable par sa couleur grise terne , en allant de la surface au centre, mais encore elle se distingue , en allant du centre à la surface , par la grandeur des lames ; on voit que celles de fa surface diminuent graduellement de grandeur à mesure qu'elles se pénétrent de carbone.. Enfin, lors-

Îue les tranches contiennent nne quantité de carone un peu considérable , on voit qu'elljesperdent snccessiyement leurs lames , et ne présentent plus que des grains très déliés , un peu aplatis, et d'une couleur plus grisâtre que colle que les lames avaient d'abord. Mais ces caractères, quoique exacts, présentent cependant quelques différences relativement aux espèces de fer qu'on emploie. Dans les fers cassants à froid^ par exemple, qui tous présentent des lames dans leur cassure , la cémentation change d'abord les lames du cordon extérieur en grains très gris , avao t que les lames qui suivent ce cordon aient perdu leur couleur et aient donné quelques signes de cémentation. Aussi arrive-t-il toujours que la surface de ces sortes de fer est trop aciérée , lorsque le centre ne l'est pas encore assez ^ et quand le cément a pénétré jusqu'au centre , ces aciers sont souvent intraitables s'ils ont un peu d'épaisseur. Dans plusieurs fers, les premières lames sont très grandes , dans d'autres elles sont très petites , ce qui dépend , pour les fers de bonne qualité , de la quantité de carbone qui y était déjà combinée. Les fers mous prennent de grandes lames , les fers durs en prennent de plus petites.

Il est donc essentiel i<>que les éprouvettes soient d'un fer semblable et d'une épaisseur égale à celui qu'on cémente, pour qu'on puisse y trouver une indication exacte du degré de la cémentation; 2« que l'on n'emploie , autant qu'il est possible f qu'un fer d'une qualité bonne et uniforme.

Les barres sorties de la caisse sont toujours recouvertes d'une manière remarquable par des ampoules de diverses grosseurs, ce qui a fait donner le nom iVacier poule aux fers cémentés. Toutes les ampoules sont creuses, et quelques

unes sont percées dans la partie sQpërieure, ce qui semble indiquer qu^il s'en est dégage une substance gazeuse à laquelle elles ont dû leur formation. Tous les fers ne donnent pas également de ces ampoules; il en est même qui n'en donnent pas du tout.

Pour que ces bulles se forment, il faut queje fer ait été assez ramolli , et que les gae qui s'en sont dégagés aient pu soulever une légère couche de métal. Gomme il est extrêmement difficile en affinant la fonte de fer de séparer tout l'oxygène qu'elle contenait , on peut supposer que les ampoules sont dues à l'acide carbonique formé lors ae la rencontre du carbone de la cémentation avec l'oxygène resté dans le fer.

11 est rare qu'on obtienne dans la même caisse des. fers également cémentés, quelques soins u'on mette dans leur choix et dans la conduite u feu , parce que i® les fers d'une forge ne sont jamais constamment les mêmes ; toujours les uns contiennent plus de carbone , les autres plus d'oxygène , et , conséquemmcnt , toutes choses d'ailleurs égales, les premiers doivent être, dans une même opération de cémentation , plus aciérés que les seconds; 2® parce que les faces du creuset sont toujours plus fortement échauffées que le centre. On obvie cependant jusqu'à un certain point à cet inconvénient en plaçant dans les caisses , de la circonférence au centre , des barres de plus en plus minces , ou d'un fer déjà plus aciéreux.

Les barres, au sortir du fourneau , ont augmenté de poids, et* cette augmentation peut varier depuis j^ jusqu'à ^.

La proportion du combustible employé pour l'opération de la cémentation varie en raison de

la nature de ce combustible , de la forme des fourneaux et des caisses, ainsi que de leurs dimensions et de la nature du fer. Mais on peut compter en général et terme moyen, pour 10,000 parties d'acier , sur une consommation de 1 ,5oo à a,5oo parties de bois , de i ,000 à i ,800 parties de charbon de bois , ou de 1 ,200 à 2,400 parties de houille.

2® DE l'acier que l'oN OBTIENT AVEC DE LA

FOMTE DE FER.

Les divers aciers obtenus de la fonte de fer sont connus dans le commerce sous des dénominations différentes relativement à leur qualité et à leur finesse. Le plus grossier porte le nom à^ acier de forge, acier naturel, acier de Jusion; le second , beaucoup plus fin et plus uniforme , est appelé acier fondu.

De Tacier de forge.

Le choix des fontes dans la fabrication de cet acier est essentiel. Le bon acier ne doit contenir que le moins possible d'aucune substance étrangère an fer et au carbone, qui en sont les vrais constituants. Il s'ensuit que tous les soins du fabricant doivent se porter sur le choix de fontes susceptibles, pendant le travail qu'on leur fait éprouver , d'être débarrassées entièrement de tout ce qui n'est ni fer ni carbone.

D'où il suit encore que toutes les fontes qui prodaisent par leur afEnage des fers brisants à chaud , des fers aigi*es ou des fers cassants à froids , doivent

être . exclues de la fabrication de 1- acier , pa que ces" défauts, occaisionës par des substan combinées au fer, et que Ton ne peut pas en parer par l'opération qu'il éprouve avant d't

pour

peu de celui qu'elle éprouve pour être eonve en fer forgé, que l'on ne peut pas espérer d'ei ver, dans l'une des opérations, les substai nuisibles qui résistent aux efforts que l'on dans Tautre : d'où il résulte que les aciers fal qués avec ces fontes doivent participer à tous défauts qui auraient affecté les fer».

Les fontes de benne qualité, c'est-à-dire s ceptibles de produire de bons fers , différent c sidérablement les unes des iLutres pfir les prop tiens d'oïygèae et de carbone qui sont cûmbis avec éllcfi^

Les fontes de bonne qualité peuvent se di ser en deux classes : les unes qui ont conse plus d'oxygène qu'il n'en faut pour saturer carbone, les autres qui contiennent plus de c bone qu'il n'en faut pour saturer leur oxygè Or il est facile de voir que les premières s* moins propres à la fabrication de l'acier que secondes. £n affinant les fontes oxygénées, carbone qu'elles renferment est bi<;nt6t brûlé ] l'oxygène , et le fer reste pur ou mélangé d'o dule. Pour en obtenir de l'acier il faut le < meilter, faire combiner du nouveau carbc avec le métal, d'abord pour lui enlever l'oi gène resté , puis pour carburer le fer au degré doit être l'acier. Dans la seconde espèce de fon au contraire , le carbone peut être divisé en de parties : l'une employée à saturer Poxygène et i

faire dégager sous forme d'acide carbonique ou d'oxide de carbone , l'autre reste combinée dans le fer affiné pour en former de l'acier.

Si , après cet affinage, la fonte contenait encore trop de carbone , il faudrait brûler l'excédant en avalant le métal devant la tuyère , et en suivant la méthode que nous avon^^indiquée pour la conversion en fer de la fonte trop carburée.

Nous avons précédemment exposé les caractè* res des trois espèces de fonte, grise ou surcarburée, truitée ou moyennement carbnrée, et blanche cm oxygénée 5 nous n'avons pas à revenir sur les moyens de les distinguer pour le choix que le fabricant d'acier a à en faire.

Puisque les fontes qui contiennent du carbone en excès sont les seules propres k la fabrication de l'acier, on doit choisir pour ce travail , parmi celles qu'on a à sa disposition , lès fontes grises et grenues , à moins que la couleur blanche et le tissu lamelleux soient dus, non pas à l'absence du carbone , mais au mode de coulage de la fonte et à la promptitude de son refroidissement.

Dans les aciéries de Rives , on emploie à la confection de l'acier les fontes des fourneaux de Saint- Vincent et d'AUevard, du département de l'Isère; Sainte-Hugon , Argentine, Sainte-Hélène, du ci-devant département du Mont-Rlanc fournissaient aussi à cette fabrique; et dans le département de laDr6me, Saint-Laurent v contribue.

Toutes ces fontes sont grises. Dans l'usine de la Hutte on fabrique aussi de l'acier avec des fontes trèa grises, et cet acier est employé pour la confection des armes blanches au KlingenthaJ.

Les fourneaux, les instruments, les outils qui servent datis la -fabrication de l'acier de forge, sont à peu près les mêmes que pour l'affinage de

la fonte et sa conversion en fer , et les deux opéra-

^ tions diffèrent bien peu entre elles.

La petite variation qu'on y observe consiste dans une partie du carbone que l'on se propose de brûler dans l'affinage complet du fer, et que l'on doit conserver dans la transformation de la fonte en acier. Pour arriver à ce dernier résultat , il y a trois méthodes différentes, qui dépendent de

^l'état dans lequel se trouve la fonte : i^ lorsqu'elle contient exactement la quantité de carbone qui lui est nécessaire, a<> lorsqu'elle n'en contient pas assez , 3<> lorsqu'elle en contient trop. Chacune de ces trois méthodes peut au surpins éprouver des modifications qui dépendent des habitudes du pays où elles se pratiquent.

Quelle que soit la proportion de carbone combinée dans les fontes, cette quantité peut toujours être divisiée en trois parties : la première est brûlée par le vent des soufflets qui se porte sur le métal lorsqu'on le liquéfie ^ la seconde se combine pendant l'opération avec l'oxygène resté dans la fonte; la troisième reste dans le fer pour le constituer en acier. Ainsi la distinction que nous venons de faire des trois espèces de fonte n'est relative qu'à cette dernière partie de carbone qui leur reste.

Quelles que soient les dimensions du creuset et les matières dont ses parois soient construites , on est dans l'usajge de les brasquer intérieurement, soit avec de fa poussière de charbon humide , soit avec un mélange de scories, de laitiers, de battitures et de charbon. Ce nouveau creuset de matière charbonneuse maintient la fonte dans un contact continuel avec le carbone, et facilite, par ce moyen , l'introduction de cette substance dans

1*' CA8. »— La Jbnte eonienant la quantiié de carhofu propre à produire de l'acier.

Pour le traitement de cette espèce de fonte, il ne s'agit que de brasquer le creuset , de le remp'ir ensnite avec du charbon , et de placer sur ce conabustible les plaques ou les fragments de fonte, qiie l'on recouvre de nouveau de charbon , pour la préserver de l'action de l'air. On allume le combustible, on donne le vent; on réunit la fonte liquide dans le creuset , en la tenant constamment couverte d'une couche de scories fondues. Dans cet ëtat on laisse la fonte s'affiner tranquillement par le repos de masse, afin de pouvoir la retirer îorsqu'eUe est assez durcie pour être cinglée.

Dans un très petit nombre d'usines, on donne à la tuyère une direction horizontale ; mais la direction la plus généralement employée est celle d'une inclinaison plus grande que pour le travail du fer. Quand la tuyère est placée horizontalement , une partie de l'air qui est lancé se poj'te sur la fonte. pendant qu'elle chauffe, et brûle une portion de son carbone. Quand au contraire là tuyère est inclinée par bas , il arrive à la vérité moins d'édr sur la fonte avant qu'elle ne soit fondoe; mais il serait i craindre, dans ce cas, si le métal liquide rassemblé dans le creuset n'était pas tenu constamment recouvert d'une couche de scories suffisamment épaisse, que le vent de la tuyère n'oxidât la fonte en fusion , et ne détruisît le carbone que l'on veut y conserver pour en faire dePaciet*.

Asftez généralement on place la tuyère au milieu du plan horizontal du creuset; elle est per-

pendicolaire à la face sar laqaelle elle est pc Qoelqaefois aussi , cependant , on l'avance Tantage snr le côté dn chio on de la mst dans qoelqnes circonstances , elle est situëe • qoement, en. inclinant vers le cliio ou la tine. Tontes ces positions dépendent de cell la fonte snr le creoset , et du but que l'on se pose , selon qu'il y a trop , assez ou trop pe caribone dans la fonte , et par conséquent Ton en veut brûler beaucoup , peu ou pai tout.

A, Kleinboden , dans le Tyrol (Voyez Jou des Âfines)y les creusets ont a4 pouces a à leur partie supérieure, 21 dans la partie i rieure, et 16 de profondeur; la tnyère y est foncée d'environ 4^5 pouces ; son inclinais l'borison forme un angle de 8 à 10 degrés à près.

Dans la première partie de l'opération forme des gâteaux de fonte d'une manière i analogue au mazéage; dans la seconde pa on les refond pour en obtenir de l'acier. Sou on se sert du même fourneau y du même crci pour ces deux opéiKitious successives } sou aussi le creuset dans lequel 00 forme les gât est plus graud que celui dans lequel on les afi ce dernier n'a, dans ce cas, que 14 pouce largeur et 16 de profondeur sur 24 pouce longueur. Dans la première fusion de la font tuyère est placée horizontalement; et, dans fînage, elle a une inclinaison de 6 à 9 degré

On forme d'abord la brasque avec de la p sière de charbon humectée; on remplit le en de gros charbon , que l'on allume ; on plac foDu du' foyer des scories qui le recouvreni crharbon étant allumé, oti uit fondre une gu<

^tte opération dure trois heures ) on laisse la nte se purifier pendant un quart d'heure par repos de masse ; puis on arrête les sou£3ets , et m fait ëcouler les scories qui sont à la surface; i découvre le hain , on jette de l'eau- dessus , et m enlève d'abord les scories figées; en jetant i nouvelle eau sur la fonte découverte, on enve des plaques ou gâteaux à la manière du cui- 'e rosette : ces gâteaux peuvent avoir i pouce ^

deux pouces d'épaisseur. Il reste ordinaireent dans le fond une masse plus ou moins 'osse : c'est une fonte moins carbonée, à lalelle on donne le nom de fer.

On choisit les rosettes les plus miaces , on les et sur des charbons qui remplissent de nousaule foyer, et l'on met en mouvement les soufèts; mais l'on n'approche que peu à peu les rottes, afin qu'elles ne fondent que lentement, ce ai est très essentiel. Quand elles sont toutes fon* lies, on arrête les souf&ets, et l'on jette sur le méi en bain de grosse poussière de charbon ; on le i^se dans cet état pendant une bonne heure ; 1 le retire ensuite en une seule masse , que Von >rte sous les marteaux.

Pans le département de la Nièvre ( Journal is mines )j i® on liquéfie la gueuse dans un »yer particulier; on la coule , par le trou du chio , 1 gâteapx épais de i8 à 20 livres.

0.0 On donne à la tuyère une inclinaison telle |ie le vent puisse aller frapper au milieu du >ntre-vent.

30 On brasque le creuset en conservant le trou n chio ; les dimensions ordinaires du foyer sont e 20 k 22 pouces de longueur et de largeur sur B de profondeur.

4« On place une cinquantaine de livres de fonte

iDazëe sur le foyer, et l'on pousse à la fosioA; pendant qu'elle se fond ( ce qui exige une heure et demie de temps environ ) , on cnauffe les lo«

Eins de l'opération précédente , et on les forge en arreaux , que l'on trempe sur-le-champ.

6'<* La gueuse, étant fondue, on la laisse s'affiner; on fait couler les laitiers, lorsque ceux-ci sont trop abondants ; on y ajoute du quartz, des cailloux , ou du sable , lorsque toutes les scories sont saturées d'oxidule de fer.

60 Enfin , la fonte ayant acquis une consistance pâteuse et demi-solide , on la sort en une masse qu'on cingle sous le martinet et qu'on divise en plusieurs lopins.

a* Cils. -* La forUe ne contenam vas (usez de cafèem

pour constituer do t acier.

Dans ce cas-ci l'opération doit être conduite en sorte qu'après l'affînage il se trouve combiné dans le fer une quantité additionnelle de carbone. On peut arriver à ce rési^iltat de trois manières différentes : i* en ajoutant dans le bain de fonte le charbon en nature, ce que l'on fait en agitant avec une longue perche en bois le bain couvert de scories; une portion du carbone de la perche, en même temps que le charbon de 'la brasque, se mêle dans le oain de métal ; ou bien on laisse le fer liquide recouvert de scories en contact avec la brasque du fond du creuset ; le charbon qui la compose s'infiltre et se combine peu à peu avec le fer. Ce dernier moyen est beaucoup plus long que le premier, et nécessite la stagnation de la fonte en bain pendant un temps prolongé.

20 En mélangeant avec des fontes trop peu carhurées d'autres fontes carburées en excès.

5<> En séparant , pendant la fusion , par l'action îs verres terreux , une grande partie des oxiiles combinés avec la fonte : Jour arriver à ce sultat, l'on emploie des laitiers pauvres, du^ lartz , des cailloux , du sable , de l'argile deyée , et , en général , toutes les substances terusés qui ont beaucoup d'affinité pour l'oxidule i fer, et qui , par cette action , augmentent leur sîbilité.

En Carinthie , les fourneaux dans lesquels on/ ine cette espèce de foQte avec carbone par dé-f Dt, dont nous nous occupons actuellement, ont . pouces de -longueur, 18 de largeur et 18 de ofondeur; la tuyère est enfoncée dans le creut d'environ 4 à 5 pouces^ elle est un peu plus clinée que pour le travail du fer forgé; on asque le creuset avec de la poussière de char- »n ; on place dans le fond un peii de laitier, puis I l'emplit de gros charbon.

Après avoir allumé lé combustible, on chauffe, ms le foyer, des morceaux d'acier d'un travail 'écédent, que l'on forge lorsqu'ils sont chauds; 1 rapproché ensuite une de ces masses peu car- >Dées qui est restée au fond du creuset , et à quelle oh a donné le nom dé fér. Elle fond peu pea ; on y jette de temps en temps des morceaux s la fonte plus carbonée qu'on a levée en rotte : car l'une produirait un fer trop tendre , tLUtre un acier trop dur , qui s'éclaterait sous le larteau. Pour faciliter la fusion et afin qu'il se rùle moins de matière , on jette , de temps en fmps , sur le bain , des scoi^es qu'on fait ensuite couler. Quand on s'aperçoit que ces scories sont 'op épaisses , trop chargées de fer, et qu'elles ne euvent plus couler facilement par le trou du chio , n ajoute quelques morceaux de quartz blanc:

les scories en deviennent pins fluides, s'est-il coagule et rassemble une vingt ai vres de fonte dans le bassin , et est-elle a point ou on la désire, qu'on retire un le le porter sous le marteau.

Dans plusieurs aciéries, où l'on a à si tion des fontes de difi'ëreutes espèces, on des mélanges, afin de produire une fc forme , avec laquelle on puisse obtenir ( ment de l'acier. Ces mélanges exigent i de soins, et , en particulier, une grande de bien juger les fontes d'après ce qu'o leurs tissus et d'après leur couleur. .

On fait usage des verres terreux pauv un grand nombre d'aciéries , pour oissoi:

dule de fer contenu dans les fontes : oi le quartz à Rive , les cailloux et le sabl département de la Nièvre, l'argile d< Styrie , enfin des cailloux en Carinthie .

On remue aussi la fonte avec de gra ches eç Carinthie.

En général , on travaille peu sur acier qui contiennent du carbone par défaut; avantageux de les travailler sur fer.^ emploie guère que pour les mélanger fontes trop carbonées , et l'action des i reux et celle des perches de bois que 1*< dans le bain pour les y faire brûler aue dans des circonstances où il se trc aentellennent des parties de fontes carb défaut , parmi celles qui sont carboi une exacte proportion.

3* CAS. — Des finies qui contiennent un t

carbone.

Ces sortes de fontes n'ont ordinaire

X destinations : ellessontenge'nëral employées k couler des objets qui doivent être tournés, /-aillés d'une manière quelconque en sortant du ule^ 2<> à la fabrication de l'acier. Lorsque , par Pet de quelques circonstances, on veut les afïr pour en obtenir du fer, elles exigent beauip plus de travail que les autres ; et lorsqu'on u choix , il est plus prudent de ne pas les em^ ycr à cet objet. Elles donnent , en général , un dur et aciéreux, parce que les affineurs, trop [gués, laissent toujours une portion plus on ins grande de carbone dans leur loupe. Eln itinant ces fontes à la fabrication de l'acier, » peuvent encore , quand les circonstances sç fsentent , être employées avec beaucoup de suc- , en les mêlant aVec des fontes peu carburées. Il y a deux manières différentes de détruire le :bone en excès dans les fontes : i<> en y mêlant s substances oxidées, telles que les oxidules qui nbenl des marteaux en cinglant et en forgeant, des laminoirs yor^ei/ry; on parvient encore au ^e résultat en mêlant de la ferraille qui soit idée à sa surface; 2» en brassant la fonte devant tuyère pour Toxider et brûler le carbone. Ces fux moyens peuvent être employés séparément

I concurremment.

II ne faut mêler la vieille ferraille à la fonte l'avec beaucoup de prudence; cette ferraille ûge d'ailleurs du choix, parce que dans le nomre il se trouve des morceaux de fer de maubise qualité , et dans ce cas-là l'acier participe >u jours des défauts de ces fers.

tes fourneaux en usage dans le Tyrol pour la onversion en acier de la fonte surcarburée ont 8sez généralement la formed'un cube de Q^ipoues de côté. La tuyère déborde de 4 pouces, et

( 554 ) elle est incline'e d'un pouce sur i8. On brasquele creuset avec de la poussière de charbon } le foyer, creusé dans la brasque , a 8 à 9 pouces de profondeur depuis la tuyère jusqu'au fond. ,

L'opération se divise en deux parties : d'abord on fait des gâteaux , et ensuite on les affine. Cette premièr.e partie est précisément la même que celle que nous avons fait connaître et qui est pratiquée à Kleinboden : nous n'en parlerons donc pas ici, et nous ne nous occuperons que de l'affinage.

Après avoir préparé le foyer et nettoyé le creuset , l'affineur y met de la ckarbonnaîUe mtlée de crasses , telles qu'on en trouve autour du fourneau. Il prend ensuite deux ou trois pellées de scories provenant en partie d'une précëaente opération , et en partie de la réduction de la fonte en gâteaux ^ il les pile grossièrement , et les place dans le milieu du foyer, au-dessous de la tuyère, de manière qu'elles en soient à 5 pouces de distance environ ; il met encore de la charbonru^Uk et des crasses autour des scories , il met du feu dans le creuset, recouvre le tout avec du gros charbon, et fait agir les soufflets. D'abord il

S lace dans le foyer la loupe d'acier provenant 'un précédent affinage , pour la chauffer et la forger, afin de profiter de la première chaleur pour ce forgcage. Pendant que les crasses se ramollissent et se fondent , il approche les gâteaux ou rosettes pour les faire fondre peu à peu et successivement, en sorte que la matière, tombant goutte à goutte , se trouve aussitôt recouverte par les scories liquides qui remplissent le bassin.

C^est alors que' l'ouvrier commence à travailler sa fonte avec un ringard. Si elle est trop longtemps liquide , l'affineur y ajoute peu à peu delà vieille ferraille, pour faire prendre de la consis-

tance à son acier. Les affineurs de ce pays pre* tendent que , sans Temploi de la vieille ferraille , l'acier serait trop sec , ne pourrait être forgé , et sauterait par morceaux sous le marteau 5 ils assurent enfin que c'est le fer qu'on y ajoute qui lui donne du corps.

A Saint-Galle , en Styrie , les creusets ont 24

Ïiouces carrés dans la partie supérieure, 21 dans e bas, et 6 de profondeur; la tuyère entre de 5 pouces dans le foyer ; elle a une inclinaison qui forme , avec l'horizon , un angle de 6 à 8 degrés. On emplit le creuset de poussière de charbon mouillé, sans la battre, et l'on y creuse un bassin de 6 pouces de profondeur.

Après avoir rempli le creuset de charbon , on donne le vent, on j^tte des laitiers riches sur le contre-vent, on chauffe les loupes et les lopins du travail précédent , on fait écouler du laitier , et l'on forge. On charge ensuite une trousse de plaques de fonte; on refait, autour du creuset, un parement de poussière de charbon mouillé; on jette du laitier riche sur les charbons; on coule celui qui surnage et qui est trop épais ; on répète la même opération de quart d'heure en quart d'heure, jusqu'à la fin de l'affinage; on charge de nouvelles plaques, on fait un parement de charbon mouillé , et la fusion continue. Lorsque tout «st fondu , on laisse le bain tranquille pendant

Î[uelques instants , afin que la matière s'amne par e rfipos de masse ; on arrête les soufflets ; le métal s'épaissit et prend de la consistance : alors on retire le charbon , on laisse prendre et durcir la loupe pour la porter sous le marteau.

Le procédé d'affinage que l'on suit dans les aciéries de Rives peut être considéré comme une réunion des trois méthodes décrites ci-dessus.

Le vide des foyers a 5 pieds de côte' , et 4 ? de

Ï profondeur. On Pemplit de fraisil humide, qac 'on comprime fortement ^ on pratique , dans cette brasquc, un creuset de 14 a i5 pouces de côté sur 18 de profondeur. La tuyère se place à peu près horizontalement. Les soufSets ne donnent environ que la moitié ou les deux tiers da vent qu'on leur fait ordinairement produire pour la fabrication du fer.

Après avoir rempli le creuset de charbon , on fait mouvoir les machines soufflantes; on chauffe et l'on forge les masseaux d'un travail précédent; puis on nettoie le creuset ^ on y remet du charoon , et l'on fond 12 à i5 quintaux de gueuse, en approchant les uns auprès des autres les morceaux qui forment cette mà^sc. La fonte reste ^ pendant huit à neuf heures, en bain tranquille, soùs une couche de scories de 5 à 6 pouces d!^épaisseur; pendant ce temps, on remet au feu les barres d'acier et on les coupe.

Aussitôt que l'affineur s'aperçoit que les laitiers s'épaississent , il leur ajoute du quartz , pour leur rendre leur première fluidité. Si la fonte se solidifie trop vite , il augmente le vent, et, conséquemment, la température; si, au contraire, la fonte reste trop liquide , il diminue la quantité d'air.

Quana la fonte est devenue pâteuse , l'affineur en soulève un morceau qu'il présente au vent Je la tuyère, en le maintenant au milieu des laitiers j puis il le porte sous les marteaux pour le cingler. Il continue cette manœuvre jusqu'à ce qu'il ne reste plus de fonte à cingler.

On voit^ dans ce travail, que l'on carbure la fer au moyen du long séjour qu'on lui fait faire sur la brasque. Pendant cette carburation, on a l'attention d'éviter que le vent n'exerce son ac-

Ml sur 1a fonte ^ on Vén préservé par urne misse couche de scories; on emploie a -ailleurs 1 quartz.pouir donner plus de liquidité' aux verres rreux-, ç'ést4-dire qu'on produit un verre qui plus de disposition à dissoudre Toxidule de fer 9 ;ai8 , vers la fin de l' opération , l'on' est cepenmt forcé de bràler le carbone que lafonte pourût contenir en excès.

En résume' de tout ce qui .précède , on doit >nhclnre qu'uù traitement fixe et immuable de wtes les espèces de fonte dans le but de les conertir en acier est chose impossible à prescrire 'avance. Rappelons-nous que, lorsque la fonte Dntient la proportion de carbone qui lui est néessaire pour produire de l'a-cier^ il faut simplelent la Tondre et 1à laisser s'afi&ner tranquillelent, se débarrasser des laitiers et autres impuetés qu'elle peut contenir. Dans ce cas , tout est ù au repos de masse : on n'a d'autre, attention à Toir^que de tenir constamment recouvert descoies liquides le bain de métal en fusion. Quand ^ u contraire , la fonte ne contient pas la proporion de carbone qui est propre à l'acier , il faut y n ajouter, ce qui peut s'effectuer soit par ur oélange de fonte trop carburée, soit en mainte^ tant le bain très long-temps dans un état de ;rande liquidité sur une couche de poussière de liarbon , soit enfin en enlevant', a l'aide des 'Krres terreux , l'oxidule de fer, qui d^étruit , par a décomposition , une partie du carbone de la bnte. Enfin , dans le cas d'une fonte trop carmrée , il convient de brûler le carbone surabon-^ lant, et l'on y parvient soit par des mélanges l'oxidule de fer ou de ferrailles , soit en avalant a fonte devant la tuyère.

Il résulte clairement de ces vues qu'il faut 7* Partis. i5

beaucoup d'habitude dans le jugement des fontes et de leurs diverses natures pour pouvoir se li« vrer au travail de leur conversion en acier, sans s'exposer , par l'emploi d'un procédé contre-indiqué, à faire des frais au moins fort inutiles.^ car, oXitre le temps et le combustible consommé en pure perte, l'on pourrait n'obtenir que de fort mauvais acier.

Quand on cingle la loupe d'acier , et que l'on forge les lopins et les masseaux qu'elle produit, il se forme de l'oxidule à la surface du métal. Cet oxidule peut être recueilli autour de l'enclume, et il faut le conserver pour l'employer au besoin^ mais, d'après ce que nous venons' de dire sur la différence des traitements, on doit voir qu'il ne faut pas ajouter cet oxidule indifféremment avec des fontes de toutes, natures. Dans les usines en général, on n'est que trop porté à ajouter dans une opération subséquen-te tout ce que l'on a recueilli de la précédente, et dont on se hâte de trouver l'emploi. Des battitures de fer, des oxidules mêlés avec une fonte carburée par défaut ou qui ne contiendrait que le carbone strictement nécessaire pour l'acier, auraient un très mauvais résultat.

Dans le cas où Ton ne se trouverait jamais dans des circonstances favorables pour l'emploi des battitures recueillies pour la fabrication de l'acier, il faudrait les convertir en fer, au moyen de leur mélange avec une fonte plus ou moins carburée.

La loupe qui provient de l'affinage de la fonte carburée pour en obtenir de l'acier n'est jamais également aciérée dans toute sa masse; elle contient toujours des aciers de différentes natures , les uns durs et trop carbonés, les autres moins cariwnés et j)lus mous. Celte inégalité provient de la

ifficulté de rëduire et d'aftlncr au mcmc dcgrc >utes les parties d'une même masse. La'loupe a, u fond du creuset, la forme d'un segment de )héroide; toute la partie inférieure qui se trouve a contact immédiat avec de la poussière do charon se cémente , tandis que la partie supérieure^ a contact avec les scories, se laisse enlever le eu d'oxidule qu'elle contient. Si ces deux acions étaient les seules agissantes ^ le centre des 9upes contiendrait de l'acier mou, et leur surace de l'acier dur ^ mais Pordre de solidiRcation Les différentes fontes tend à changer cet arrangenént. La fonte oxidée se liquéfiant plus facileneut que la fonte carbonée , il arrive nécessai- 'ement que cette dernière se fige d'abord au cenre de la masse, et qu'elle s'y accumule, pendant juc l'autre , encore fluide, l'enveloppe de toutes )arts, et se fîge lorsqu'on diminue la température : lans cette seconde circonstance, le centre doit se trouver plus aciéré que les bords.

En général, la quantité de fonte nécessaire lour produire un quintal d'acier varie entre i lo :t i5o, et celle du charbon entre aSo et 5oo.

Quatre ouvriers , c'est-à-dire un maître , deux liBiieurs et un enfant , peuvent affiner et forger Je 4 à 8 quintaux d'acier par 24 heures.

Les aciéries de l'Europe qui jouissent de la plus grande réputation sont celles de la Styrie, de 'la L^rinthie, de la Carniole etduTyrol; après celles- ::i, les plus renommées sont celles de Rives, dans le département de l'Isère^ celles du département jc l'Arriége, dans les Pyrénées ; du pays de Nassau-Siegen^ de Smalkalden, dans la Hesse 5 de Moedcesprung et Gittelde , au Hartz ; de Louis» ?nthaT, en Saxe,etc,

* Des aciers manganèses.

Dans un grand nombre d'aciéries , on a ett« ployé de temps immémorial des fontes provenaak des minerais de fer spathiques ou des hématites brunes, produit de la décomposition de ces mine* rais. L'emploi de cette nature de fonte avait même semblé tellement pk*opré et exclusif pour l'acier, que le plus erand nombre des métaikir< gistes du dernier siècle avaient donné au ftf spathique , aux oxides mamelonnés bruns , etc., le nom de mines d'acier.

Bergma.nn trouva, dans ses analyses du fer spatiuh que , du manganèse , et tous les docimasistes qai. répétèrent ses essais en ont confirmé le résultat sous le rapport de la présence du manganèse. Il n'en fallut pas davantage pour qu'on attribuât à cette circonstance la facilité avec laquelle on obtenait l'acier des minerais spathiques } Ton fut même jusqu'à prétendre qu'il n'y avait pas d'acier sans manganèse. Telle est la marche. or ain aire des idées dans une spéculation hypothétique. On est véritablement ^étonué de la facilité avec laquelle des personnes d'une grande instruction et d'un mérite reconnu peuvent céder à cet entraîne*

ment !

Nous ne nous arrêterons pas à discuter cette assertion, qui a depuis long-temps déjà été repoussée victorieusement , à l'aide d'analyses dues a des chimistes dont on ne pourrait contester l'exactitude sans renverser de fond en comblei tout ce que nous considérons aujourd'hui comme des données positives de la science. M. Vauquelin , dans le grand nombre d'aciers de fusion ou

Je fonte qu'il a essayes, dit qu'aucun ne lui a otfert de trace de manganèse; et M. l'inge'nieur Berthier, qui a analyse les produits des aciéries de ftives , assure qu'/7 ne reste pas plus de manganèse dans l'acier que dans le fer, et que tous lot fers de ce pays qu'il- a pu se procurer ne lui 3iit donné qu'une trace presque inappréciable de % métal. Pense-t-on que ces témoignages puislent être opposés avec assez d'avantage à l'asscrdon de M. Stûnckel le jeune, savant métallurgiste allemand , savoir , que V expérience a appris que la fonte grise est dénuée de la propriété défaire de bon acier, que Von ne peut en aucune façon faire avec de la fonte grise de V acier a^Sez ion pour être utilisé; qu'il ne sache pas qu'il existe encore une seule fabrique d'acier dans des endroits oà Von ne fait pas usage des minerais manganésifères.

La fonte grise carburée y dit M. Stiinckel y est impropre i la fabrication de l'acier : or nous ayons k ce sujet les témoignages suivants :

« Pour choisir un bon fer, pour faire de l'acier c. d*tiQe bonne qualité, dit Swédcmborg, il faut c préndfre celur qui fond aisément : cette espèce « de fer est grise» »

c Pour faire de l'acier, dit Réaunfur, on prend c dn fer ciru ( fonte ) qui soit blanchâtre ; on prémfère néanmoins celui qui tourne à la couleur a grise»- »

c Le» gueuses ou floss des fourneaux de Kleinm- b'odbn, en Tyrol ((disent Jars et Duhamel), pè*- « sentenriron trois quintaux ; il y en a qui, dans « la cassure , ont le grain blanc , d'autres tout « KOTR : ce sont ces derniers que l'on destine à m faire de l'acier. » Ils continuent : « On fabri- « que de l'acier k Forsmarcky en Siiède. La fonte

tf iiec(.*ssaire à cette opération est la même que n celle avec laquelle on fait le fer dans les forges: « c* est proprement une fonte noire. »

Dans les aciéries de Rives, on emploie k la confection de l'acier des fontes des fourneaux de Saint -Vincent et d'Alleyard, du département àQ riscrc ; de Sainte-Hugon , d'Argentine , de Sninte-Hëlcnc , du ci-devant département du Mont-Blanc 3 de Saint-Laurent , du département do la Dr^me : toutes ces fontes sont grises. On fabrique dans l'usine de 1^ Hutte, avec des fontes f^rises et noires, d'excellent acier, que, pendant long-temps, on a employé à la confection des armes blanches au Klingenthah

Il faut convenir que les étrangers auraient grand tort de nous refuser la qualité de cotrrtoisie : tout ce qui a passé la frontière pour nous arriver est reçu avec un empressement si docile, que l'importation chez nous ne peut manquer d'être une bonne spéculation en fait de célébrité. Attendons cependant encore un peu , et nous connaîtrons peut-être ce qu'il faudra penser d'autres îdëes nouvellement prônées , et pour le moins aussi opposons aux travaux des plus illustres savants Ar ncjtre pays.

(lommc il est essentiel que les fontes que l'on doit employer à la fabrication de l'acier soient ccih^r,, fj»îf»?id on peut se les procurer, qui contiennent assez de carbone pour que le fer qui en ])rovii;nL conserve encore tout celui qui y est nécessaire, et que d'ailleurs des fontes peuvent être i)ian elles , f[uoiqu'ellcs soient carburees, mais uniquement à cause* du prompt refroidissement (jii'clles ont éprouvé (telles sont celles de Styrie), il devient souvent essentiel d'employer un second «.araclèrc pour suppléer à celui de la couleur,

qui , dans beaucoup de circonslanccs , pourraii. être insuffisant et fautif. On peut trouver ce caractère dans la texture de la fonte j mais il sera toujours plus certain de le chercher dans le mode d'action d'une goutte d'acide sur le me'tal, et dans les phénomènes qui se manifestent alors.

Nous avons vu prëcëdemment qu'en mettant une goutte d'acide sur un morceau de fer, il dis- .solvait le métal, en laissant à nu le carbone combine) ce qui produit une tache noire à IVndroit OR l'acide a agi. Mais cette tache est d'autant plus noire que le métal contient plus de carbone. En faisant blanchir et polir un morceau de fonte , et en passant sur la surface polie une goutte d'acide, pn peut donc juger.de la carburation de la fonte par l'intensité de la couleur noire qui se développe.

j>B l'acier fondu.

L'acier de cçmentation et l'acier dit de forge offrent tous deux une imperfection qui les rend impropres à quelques emploi» délicats : c'est le peu d'uniformité dans l'aciération de tous les morceaux. L'acier cémenté est plus aciéré à la surface des barres qu'au centre, et l'acier de forge est inégal, non seulement dans la même masse , mais souvent dans différentes parties de la même barre. Pour obvier à ces inconvénients , et pour obtenir un acier égal et uniforme , on a imaginé la fabrication de l'acier fondu.

' L'acier qu'on travaille à Bombay, dans l'Inde , .sous le Jiom de wootz , et qui fut envoyé par le docteur Scott à sir Joseph Banks, paraît être de l'acier fondu; mais l'on ignore dans le pays

même depuis quelle époque oette substance 7 est employée.

D'abord on a essayé, en AnglétinTe, de fondre dans des creusets , à l'aide des yerres terrenx, dei fragments d'acier , de couler cette (bnte dans des lingotières, et dé forger les petites barres on stdmons ainsi obtenus. Plus tard on a fonda du fer avec des substances susceptibles de fournir le carbone nécessaire a son aciération; puis ensuite on a traité directement la fonte pour obtenir la même substance que jusque alors on avait connue sous Te nom d'acier fondu.

Pour la fusion des fragments d'acier, les Ang^ font presque exclusivement usage des. creusets d'Ypse, en Allemagne : ces crensets sont noirs et d^un très bon usage. En France, pnisqu'ci^ liquéfie la fonte dans des creusets de Picardie», et que le degré de fusion de l'acier n'est pas bien supérieur a celui de la fonte, sans doute on pourrait y employer les mêmes creusets.

Il est extrêmement essentiel que le. creuset soit formé d'une terre bien réfractaire , et qu*il puisse facilement passer d'une température à une antre sans se gercer ni se rompre.

MM. Poncelet, qui fabriquèrent , il y a quelques années, à Liège, d'excellent acier fondu, préparaient eux-mêmes leurs creusets ^ ib y employaient une terre des Ardennes , qu*fls corroyaient commeTottt les verriers , en formant des torrons de cette terre , qu'ils appliquaient les uns sur les autres, précisément à la manière des potiers de verrerie. L'inspecteur de la force de Kai' serslautern, M. Vandenbroeck , a dit que des creusets fabriqués avec la terre de Gevonsart , à 5 kilomètres de Namur, et qui est considérée comme une des meilleures pour la fonte des mé-

taux en gênerai, ont fait jusqu'à vingt fontes de suite.

Il semblerait , d'après ce cmi a été publie en France , que la plus grande difficulté qu'offre la fonte de r acier serait de trouver le flux convenable pour cette opération : aussi n'est-il pas de fabricant qui ne fasse grand secret du procédé qu'il a -adopté. Mais il est facile de voir que tous ce9 secrets prétendus merveilleux ne peuvent pas avoir d'importance réelle : quelques tâtonnements, dirigés d'ailleurs par les connaissances que l'on

{lossedesur la nature des flux , et, en général , sur eurs effets, doivent mettre bien promptement sur la voie.

L'objet principal du flux doit être de garantir l'acier de l'oxidation en le recouvrant. Donc tous les Terres terreux et alcalins qui se fondent à une température moindre que celle nécessaire pour la fusion de l'acier, et qui ne contiennent ni plomb, ni arsenic , ni autres métaux susceptibles de se combiner avec le fer, ni matières sulfurées ou phospborées, etc.,- etc. ^doivent satisfaire à cette mdication. Les laitiers des forges, et surtout les laitiers pauvres, y sont également propres^ mais il. faut que ceux-ci proviennent de l'amnage d'un fer exempt des défauts auxquels pourraient participer les laitiers, et qu^ils communiqueraient à l'acier. On a proposé un flux composé du verre de bouteille olive avec un quart ou un cinquième de chaux , et cette recette a bien réussi.

Clouet , dans son ingénieux travail sur l'acier, ^serîre que a tous les verres exempts de sub- «sstances susceptibles de détériorer le fer sont «légalement convenables pour accélérer la fusion ^ 9 et gftraniir du contact de l'air l'acier fondu. » Jka. remarqué cependant « que si, au lieu d'em-

( 54(i ) u ployer le verre iondu et d'avance fabriqué , ob a fait usage de ses éléments , o'est-â-dire aes terce res et des alcalis qui entrent daiïs cette compoa sition , on n'obtient pas un bon résultat. li a- (i cicr se fond bien , mais il se combine avec une a petite portion du flux^ et il deyient trop.dii£o cile à forger : cette observation n'a cependant « lieu que pour les verres alcalins, car les verres « terreux peuvent s'employer dans leurs éldmcnCÎ.

(c Le verre des glaces coulcfes ou soufflées est « aussi un bon fundant, mais il faut y mettre un « peu de sable pour diminuer sa fusibilité. Les « verres trop fusibles , c'est-à-dire qui contiennent « trop d'alcali, rendent l'acier plus difficile à forn gcr. Lorsque ce fer carbure et dur est fondu , il <c ne faut pas le laisser trop long-temps en fusion « avec le verre, parce qu'il en prend, plu*, qu'il « ne faut pour rester facile à être forgé. Aussi, « dès que la fusion est complète, il faut le re- « muer avec une baguette de fer, et le couler de « suite dans une lihgotièrc, en observant do ne « point couler trop vile , surtout les dernières « portions, qu'il faut ménager de manière à pou- « voir en remplir le creux que fornic Ja matière « au moment où elle se fige ; il faut ajmssi avoir « soin de lever le verre avant de coulqr , afin « qu'il ne se mêle point avec l'acier, lorsqu'on le « verse dans la liugotièrc. »

Mais , au surplus , il parart aussi que ce Ûux ijui est l'objet de tant de recliercbcs , et dont ceux qui prétendent le posséder font tant de mystère, )cut très bien être suppléé par un autre moyen M'ancoup plus commode, qui, d'après ce qnt nous en a fait connaître M. Smith, uo Philadelpliie , tiendrait lieu , dans les aciéi'ie.s de Slj(?fllel<l eu Angleterre, de loulcslcs ':r,n? position s vitrilla-

(347 ) i>les tant vanlces. M. Smith prétend tp*on n'y fait plus usagé que de poussière de charbon de houille pour recouvrir le métal.

£n effet, l'acier fond très bien seul ,.à une température qui n'a pas encore été très exactement déterminée, mais que cependant on sait être moyenne entre celle de la fusion du fe^-à i58" ,.du pyromètre de Wedg>rood et celle do la fusion de la fonte à iSo» de la même échelle. Cela étant posé, il ne faut plus considérer l'action des flux .qu'on y ajoute que sous un point de vue étranger à la fusipn du métal.

- Ce point de vue peut être relatif à quatre effets différents des flux : !<> ils préservent le métal de l'action de l'oxygène qui pourrait se porter dessus ; 2<* ils dissolvent l'oxidule qu'ils rencontrent j 3*» ils attaquent la matière du creuset et la rendent

ϻlus fusible^ 4* i^ s'en combine une partie avec 'acier.

De ces quatre effets atrribués aux flux, les deux premiers sont communs à l'action de la poussière du charbon , qui recouvre également le métal en fusion , s'empare de l'oxygène qui arrive dessus , et décompose l'oxidule du fer, dont le métal est restitué à l'acier, avec lequel il entre en fusion.

Quant aux deux derniers effets ( la fusion du creuset, et la combinaison d'une petite portion du verre avec l'acier), on ne peut y voir qu'un obstacle à la perfection de ce produit. L'uil détériore le creuset , et l'empêche de servir un aussi grand nombre de fois^ l'autre rend l'acier plus dii&cile à forger, souvent même intraitable , et dans tous les cas diminue sa ténacité.

Néanmoins , il faut convenir que l'emploi de la poussière de charbon pour remplacer le verre

n^^est pas toujours exempt de tout incottr^ninit. Si cette substance est souvent utile i Pëgard' è» aciers qui ne sont pas assee carbones, et €pi*ai fes aciérant davantage elle ajoute à leur bonté, il se peut aussi que, rencontrant un acier àé\i stturé - de carbone , elle contribue à le rendre dur et inl«aitab1e.

Comme le métal est beaucoup plus pesant qtte le combustible , celui-ci , se tenant toujbura à la surface du bain , y exerce plus spécialement sob: action , et cetto partie se carburant plus que le reste, il en résulte une aciëration inégale dansb masse liquide. Mais au surplus ce dernier incoa.vénient , au moyen de quel(jues précautions , peut se réduire à peu de chose : il ne s'agit que de remuer et mélanger intimement la matière avant de la couler.

Quoi qu'il en puisse être du choix à faire à l'égard de la substance à employer pour recouvrir l'acier que l'on fond, voici des proportions qai ont été essayées avec succès.

Poussier de charbon de houille ou de bois, à volonté , ou bien 4 parties de verre de bouteille et 1 partie de chaux..

De Facîer obtenu avec du frr forgé et du charbon, par. voie-

de fii&ion.

Chalut, officier d'artillerie,^ a tenté en 1788, de concert avec Clouet, qui a depuis donné suite lui seul à ces expériences , divers essais dans la vue d'obtenir de l'acier fondu en se dispensant de la cémentation.

Voici le rapport de ces messieurs.

y* Une livre de fer forgé du Berri, fondu avec

( 549 ) «la soixante-quatrième partie de son poids de € poussière de charbon , mêlée au verre qui a « servi de flux, a donné un acier fondu un peu «. difficile d'abord à traiter, mais qui , en se lor-

.« eeant , est devenu très doux , et s'est étiré à la

'M nlière en fit d'acier assez fin. » .

Dans le tome 9 du Journal des Alines pJmlouet,

'«nciea collaborateur de Chalut, a publié le mé-

-inpire qu'il avait lu à l'Institut sur la continuation de ces travaux. Glouet a obtenu de l'acier en fondant directement , dans un creuset de Hesse , i <> du fer avec un trente-deuxième de son poids de charbon; 2» du fer, du verre et du charoon : la proportion de ce combustibîe était ^depuis ^ jusqu'à -^ du poids du fer ; S® une partie d'oxidc de fer mêlée a une partie et demie ou deux , en volume , de poussière de charbon ; 4* ^^^ partie d'oxidule de fer, et quatre de fonte grise; 5® trois parties de fer , une de carbonate de chaux et une d'argile cuite, particulièrement celle qui provient d'anciens creusets. Enfin, il a fait rétrograder l'acier et l'a ramené à l'état de fer en fondant ensemble une partie d'oxidule et six d'acier. Clouet a avancé de plus, mais sans préciser autant les expériences sur lesquelles il fondait cette dernière assertion , qu'on pouvait réduire l'acier en fer doux en le cémentant avec de l'oxide de^ fer.

Si, dans la première , la seconde et la troisième e:ipériences , on augmente la proportion de carbone, la fusil)ilité de Tacier augmente, il devient intraitable , et passe à l'état de fonte ; si , dans la

. quatrième , on augmente la proportion d'oxide de fer, la fonte devient fer; si l'on augmente celle de la fonte dans la cinquième, l'acier devient intraitable.

Les expériences de Clouet ont été répétées plusieurs fois, et les résultats qu'il avait obtenus confirmés dans toutes leurs parties.

Indépendamment des travaux et des succès de divers particuliers qui se sont occupés de cet.obr jet , d'après les vues de Clouet , on peut citer ^ vérification de ses procédés , faite officiellement par les commissaires de l'Institut qu'il avait dfi,mandés.

Entre autres expériences, ils ont exposé à l'action du feu 5 à 4 kilogrammes de petits clous de fer , soit dans la forge d'essai du laboratoire du conseil des mines à Paris , soit dans un fourneau Maquer de l'un des laboratoires de l'ancienne École Polytechnique, soit enfin dans les fpurueaux à vent des fondeurs de la Monnaie.

Dans chacune de ces circonstances, à une température d'environ iSo*» du pyromètre de Wedj^wood, ils ont obtenu une masse liquide qu'ils ontcouléedans une lingotièrc, et qui était tout-à-faitsenor Llable à de l'acier fondu. Cq^ lingots ont été livres à un habile coutelier de Paris, M. LePetitwalle, qui les a trouvés parfaitement semblables, à l'essai, aux lingots connus dans le commerce sous le nom d'acier Marschall et d'acier B. Huntzmann.

Le carbone nécessaire à l'aciération du fer est produit, dans la cinquième expérience, par Tacide carbonique du carbonate de chaux. C^t acide , en se dégageant de la chaux par la fusion de celle-ci avec l'argile , se porte sur le fer. Le métal exerce une double action sur les composants de l'acide : d'une part il se forme de l'oxidule de fer, qui est aussitôt dissous par le verre terreux, et de Taulrc, du carbure de fer, qui l'iîst par le fer. On voit que l'action chimique (jni produit Vcf^ci général est d'une nature assez

V 5di )

compliquée , et elle n'en est que? plus puissante et plus certaine. Cinq affinite's sont en jeu : i» celle de l'oxygène pour le carbone, 2<» celle de l'oxygène pour le ter , 5® celle du carbone pour le fer, 4** celle du fer pour le carbure de ler , 5^ celle des verres terreux pour l'oxidnle de fer. A ces cinq actions on pourrait encore ajouter celle des, plisses du fer et du verre terreux, la tendance de toutes ces substances à la liquidité , comparée à la tendance de l'acide carbonique vers rétat gazeux.

Dans le tome ix du Philos. Magaz,, M. Mushet, employé aux fonderies de Clyde , près Glascow, en Ecosse , a donné un mémoire explicatif du brevet d'invention qu'il avait pris, vers le commencement de ce siècle, pour ta fabrication de l^acier fondu par une métbode à lui , et qu'il dit être nouvelle. (Voyez le tçme xvin de la Bibliothèque britannique, et le toine vu des Annales des arts et manufactures d'Oreilly. )

M. Mushct fonde sa demande d'un brevet d'invention sur des procéde's qu'il divise en deux parties. Il indique d'abord le procédé qu'il se pro- Î>ose de suivre pour obtenir de l'acier fondu ; dans a seconde partie, il indique le procédé par lequel il prétend rendre son' acier fondu plus propre à être forgé, et à être soudé soit à du fer, s<fit à d'autre acier.

C'est en mêlant du fer en barre , dés rognures de fer, de la ferraille, et même des minerais de fer riches , avec de la poussière de charbon de bois , de la poussière de charbon de houille , ou de la plombagine, dans un creuset exposé à l'action du feu , pour fondre le mé^al , que M. Mushet se propose d'obtenir son acier.

On ne voit pas que jusqu'ici celte méthode

diffère en rien de celle de Clouet, si ce n'est qa'iit lieu d'oxide de fer que proposait le mëtallurgiste français , M. Mushet indique le minerai de fer^ riche , ce qui , à la vëritë , quoique facile à prëvoir , constitue une amélioration notable , soos le rapport de facilité dans Texécution économique.

Mais les proportions sVcartent notablement de celles données par Cloue t. M. Mushet propose de ne mêler an fer à convertir en acier que -^ et

vient si complètement fusible , qu'on peut le couler dans des moules de toutes sortes de formes, et qu'il supporte ensuite le travail de la lime « et prend parfaitement le poli. Ce moyen peut être mis en usage pour obtenir, en acier fondu, des objets qui ne doivent pas être forgés. Pour se procurer, au contraire , un acier plus doux que l'acier ordinaire, et moins fusible , M. Mushet diminue la quantité de charbon, de manière qu'elle n'excède pas quelquefois ^J- du poids du fer.

Cette proportion de ~ à ^ de charbon ne s'applique qu'au fer métallique : car , si l'on employait de la ferraille , qui est toujours plus ou moins recouverte de rouille, il faudrait augmenter le carbone de toute la quantité nécessaire pour la désoxidation de cette rouille.

M. Mushet ajoute encore qu'il se propose de fondre le fer seul, et sans aucune addition de matière qui contienne du carbone, puis de le couler en barres, afin d'avoir un acier extrêmement doux. Il croit que, dans cette circonstance, le fer recevra du carbone par l'acide carbonique dont le fourneau est rempli , et que cet acide pénétrera

Ïar les^ pores du creuset } mais des expëriences lites à ce sujet en France ont prouve' que ce procède ne pouvait avoir aucune réussite. L*actde carbonique ne pénètre pas à travers les pores d^un creuset.

Dans la seconde partie de son procède, M.

Mnshet propose de cémenter l'acier fondu , en l'introduisant dans les fourneaux ordinaires de cémentation , après Tavoir mis en contact avec des matières charbonneuses, ou avec des terres qn\>n chauffe pendant cinq |ours, plus ou moins, selon Tëpaisseur des barres et la quantité relative du métal.

On voit ici deux cémentations distinctes , selon

ÎaMl est question de faire avancer Vaciération ou 'aciérer une partie aux dépens d'une autre. Le cément charbonneux ajoute du carbone , le cément terreux tend à l'égaliser. Ce deuxième mode de cémentation n'est qu'une application des Vues, de notre célèbre Réaumur..

De l'acier fondu obtenu au moyen de la (uaion de la font»

de fer.

Les Anglais fabriquent aujourd'hui par ce' procédé deux variétés d'acier d'une qualité supérieure, connues l'une sous le nom d'acier mat'shall, et l'autre sous celui d'acier B, Huntamann,

M. Vanderbroeck , ci-devant inspecteur de l'éeole pratique des mines de la Saare, a fait exprès un voyage en Angleterre dans le but d'acquérir des notions exactes sur ce travail, et l'a fait connaître en France. L'un des aciers s'obtient dans des creusets , l'autre dans un fourneau de réverbère.

Pour cet ciSet ,• on fait un mélange des fontes hn, TÏscs et blanches, dont on a déterminé d'avance, l^

quefois on mêle , soit à la fonte grise au mélange des deux fontes, des rognures de fer, !« de la ferraille , des battitures, et même dés ro- |ia gnures d'aqicr auxquelles on donne le nom de ribblon. V^

Les creusets que l'on emploie pour Tun de ces K aciers ont la forme d'un cône tronqué posé surtt je troncature, tout -à -fait semblable à ceux des Te^ |i reries; ils pourraient être construits avec la même jt terre 3 en un mot toute espèce d'argile très réfirto» 1] taire et résistante peut y être employée. Ces creusets ont i5 pouces de hauteur, et autant de dia^ mètre dans leur partie supérieure. On y traite & la fois environ 200 livres d'acier fondu.

Ces creusets , au nombre de quatre , sont placés sur les deux sièges d'un four à peu près. semblable aux fours des verreries 5 la longueur de ce fourneau est de 56 à 40 pouces, et la profondeur du foyer de i5 à 18. Ce dernier est placé au-dessous d'une voûte dans laquelle il s'établit un libre courant d'air. On jette la houille par les deux ouvertures des extrémités, sur une grille qui sépare le foyer de la voûte , et la fumée s'échappe par trois ouvertures faites à la calotte du fourneau ; ces ouvertures se réunissent à une longue cheminée qui détermine un fort tirage. Le foyer est divisé en six parties par deux arceaux et uoc traverse en maçonnerie, afin de forcer la flamme à circuler autour des creusets. Au-dessous de chacun sont des ouvertures qui' facilitent la manoouvrc , et qui attirent une partie de la flamme vers cUcs. Les creusets se placent dans le four par des

ouvertures. latérales, que l'on débouche pour les

"faire entrer, et que Ton referme ensuite. On met

lilè's creusets froias dans le four, lorsqu'il n'est pas

ji^core échaufitf par lui - même , ou bien on les

tait chauffer sdparëment pour les rougir et les

entrçr ensuite dans le four lorsqu'il est chaud et

'rouge.

C'est par des ouvraux , tout comme chez les ▼erriers, qu'on jette dans les creusets le mélange ies fontes, des ribblons ou rognures de fer et d'acîer\ et généralement les substances que l'on destine à la. fabrication de l'acier fondu ] elles en- '^rçnt en fusion et s'affinent par le repos de masse. Lorsque l'on juge la fusion complète et l'affinage tcrmmé , on retire les creusets , on coule la ma tière qu'ils contenaient , et on les rentre dans le fourneau^ on rebâtit les portes et on charge de nouYcau.

Pour juger du progrès de l'affinage , il faut de temps, à autre , sur la fin de l'opération , enlevçr du creuset une petite quantité de métal , à Taide d'une pochette. On coule ce lopin dans une lin-

Sotière, et on l'essaie sous le marteau. Sa cassure oit être uniforme et sans piqûre; La seconde espèce d'acier est traitée dans des fours de réverbère ordinaires, et dans lesquels on a pratiqué une espèce de creuset dans la partie inférieure. Le métal placé sur l'autel s'échauffe, fond et coule dans le creuset où il s'accumule } la fonte se couvre de scories , tant de celles qui étaient contenues dans la gueuse que de celles -qui se sont formées par la fusion d'une partie des "Verres terreux qui coulent de la sole. Si les scories suffisent , on laisse le bain en repos , tant Su'on voit bouillonner leur surface et le gaz oxidte carbone se dégager sous forme de flamme vio-

lette. Lorsque le boaillonnement cesse, on intro* 1^ duit un morceau de bois vert dans le bain, et Po» r brasse le métal liquide par-dessous tes scorid? 1}afin de faciliter la séparation de celles qai so j |^ restées adhérentes à la fonte du bain.

Aussitôt que la fonte commence à s'affiner, l'ouvrier principal introduit une petite cuillère dans le bam peur puiser, par-dessous les scoria,

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ce que celui qu'il tire puisse se forger. Alors il V examine le grain de son acier : s'il est trop dont i 1^ l'ouvrier jette dans le bain des barreaux d'ader ' trop céoMntés pour lui donner du carbone, sanlaltérer son affinage } s'il est trojp dur, il y jette des rognures de ter, et quelquefois même de la ferraille, afin d'étendre le carbone dans une plus grande masse , ou pour en brMer une partie tu moyen de l'oxide de fer dé cette ferraille* Ensuite l'ouvrier retire les scories , et il coule dans les moules l'acier fondu , que l'on forge ensuite pour le verser- dans le commerce.

L'acier B, Huntancmn, qu'on dît obtenu par ce dernier procédé^ paraît être plus facile à forger que l'acier AforMa//.

Comme les Anglais font beaucoup plus d'ader par cémentation , et que l'extrémité des barres cémentées, toujours plusaciérée que le reste , etf coupée et vendue à bas prix , et que ces ribblons conviennent parfaitement dans la fabrication de l'acier Afarsnaily telle que nous en avons pins, haut décrit le procédé, il est tout naturel qu'on voie plus de cet acier que de celui B, HunU" mann.

La. propriété d'être soudable, qu'on désire tant

iaos les aciers, peut leur être acquise en ajoutant la ter doux et nerveux dans le bain d'acier fon- |y. Ce fer lui donne du corps et le rend plus fa- ^e a travailler.

'f m L^ ACIER qu'on pbut obtewtr directement