DE LA TEXTURE DU FER

5 1. On juge en général de la qualité du fer par sa texture^ sa couleur et son édat. Il est donc nécessaire de bien connaître le tissu de ce métal ^ et on ne peut Fétudierqae sur des cassures récentes.

Lorsque le fer est très-pur^ sa texture est grenue. Si on veut Texaminer ^ il importe de tenir compte de la grosseur

PROPRIÉTÉS Dû FER. 3g^

des barres ^ en négligeant cette attention^ on peut tomber dans le^* erreurs les plus graves: le fer carré ne doit pas avoir moins dW pouce ^ et le fet plat^ moins de six lignes d^épaisseur*

Des grains qni n^'ont aucûtie forme déterminée ^ qui ne sont ni à lames ni à facettes^ qui^ par leurs pointes crochues et déliées ^ annoncent une prédisposition nerveuse et décèlentypour ainsi dire, Faction de la force extérieure qui les a étirés et séparés^ ces grains, dis -je, sont un in*^ dice certain du fer le plus tenace, qui, étiré en barres minces, présentera une texture parfaitement lierveuse, dont les filamens seront blanchati^es et très-congés, parce quHl £3iut une grande force pour en déterminer la rupture*.

La cassure lamelleuse ott à facettes plus ou moins grosses, est toujours im signe de mauvais fer. Il est brûlé , si le tissu est à lames en forme dVrdoises^ cassant à froid, si les lames sont très-minces et qu^elles se détachent comme des écailles. Un fer mal affiné se reconnaît aux facettes cntrenpiélées de nerf **.

* Pour examiner une caisature avec beaucoup de soins', il faut se placer à Fombre et présenter la cassure aux rayons du soleil. Les grains pa— ratlront alors arrondis et surmonta cliacun de plusieurs pointes très-fines. Si la cassure nVtädt pas toute récente , on ne venrait que des grains ronds sans pointes , mais us suffiraient déjà pour faire juger de la nature du fer. l^oùs rencontrons rarement des fers d'une aussi bonne qualité dans nos forges, même dans celles qui jouissent de la meilleure réputation.

Le T.

** On voit très-souvent des fers d^ne grainnre extrêmement fine , grise «jaîre et terne ; ils sont tellement répandus dans le commerce , cpie Réau— mur en a Êiit deux classes distinctes , qui , d'^aprés lui \, ne différent que par le plus ou le moins (Voyez son 5* mémoire, page i5d et i5g,) Ces fers doivent être rangés parmi les fers incomplètement afiînés , comme les fers à facettes entremêlés de ner6 : cetix-d ont perdu leur carbone , mais ils renferment encore des substances étrangères; les autres contiennent encore du carbone en excès , ces demiers peuvent eue , malgré cela , dWe

4o PREMIÈRE SECTION.

Les deux dernières espèces passent de Tune à Fautre par une infinité de nuances ^ leur qualité s'^améliore à mesure que les facettes font place à la texture nerveuse^ mais les filamens ne seront jamais ni aussi longs ni d^une couleur aussi claire que ceux des fers forts dont la cassure n'^offire que des grains fins surmontés de pointes crochues et déliées. Les fibres nerveuses du fer rouverin ou brisant à chaud ^ sont toujours assez longues^ cette espèce peut se rapprocher ou des fers à facettes ou des fers forts ^ selon qu^elle est plus ou moins entachée du défaut qui la caractérise. Ceux-ci peuvent aussi se rapprocher entre eux par des transitions insensibles. Le plus mauvais est celui qui^ forgé en barres très-minces^ ne montre aucune trace de nerf.

52. Le fer en grosses barres ne présente jamais de nerf^ plusieurs métallurgistes en ont conclu que les filamens nerveux étaient un résultat du battage. Bien que cette assertion ne soit pas sans justesse^ sous un certain rapport^ il est cependant très-sûr que tous les fers ne sont pas susceptibles de prendre du nerf ^ lors même qu'ion les

excellente qualité , lorsque les grains fins et aciëreux sont niélës de grains à pointes ou crochus ^ qui annoncent une disposition nerveuse^ ils sont beaucoup moins bons , lorsque les grains fins ont une couleur foncée et sont entremêlés de larges facettes. Les fers , selon leur nature , sont plus ou içoins disposés à prendre cette grainure , elle appartient sur-tout aux fers forts et durs. Mes propres expériences m^ont prouvé que , si on la rencontre dans les fers forts et mous ou médiocrement durs , la cause secondaire à laquelle il faut Tattribuer est toujours la même , c^est le manque d^air qui provient, soit de Timperfection des machines soufflantes, soit du travail de Touvrier. Les afEneurs appellent entre eux , avoir la main chaude, cette mauvaise habitude de ne pas présenter le fer sufiîsamment à Taction du vent. On peut le corriger alors , en lui donnant plusieurs chaudes suantes ^ étiré ensuite en barres minces , il peut montrer un neif trés-blanc. n n^en est pas de même de celui qui a manqué dVir et de chaleur à la fois, par le mauvais état des soufflets. On le reconnaît à son grain ten^e qu^il conserve même sous le plus petit échantillon. Le T.

PROPRIÉTÉS DU FER. 4i

ctîre en barres très -minces* Cette disposition de changer leur grainure en un tissu filamenteux est donc inhérente à leur nature *.

* n est généralement reconnu que le fer s^aigrit par le battage à froid. Mais, comme on a prétendu aussi qu^il acquérait du nerf, et que les maîtres' de forges pouyaient se servir de ce moyen pour donner à des fers médiocres cette texture si recherchée dans le commerce, nous avons cru devoir édaircir ce fiait par quelques expériences ^ il en résulte :

1° Que le fer le plus nerveux (quand il aurait même un pouce d''é* paLsseur et plus encore) , étant placé dans le sens de la longueur de Ten^ clume, perd tout son nerf en lo à i5 coups de marteau qu^il reçoit à froid ou chauffé seulement jusqu^au premier degré de la chaleur lumineuse ; que , par cette opération , il devient trésreîgre et trés-fragUe \ qu^il reprend le grain qui couvient à sa qualité sans. montrer ime trace de nerf dans sa cassure ^ que ce grain Un peu plus fin et plus blanc qu^il ne Taurait été sans le martelage à froid , est très-beau si le nerf est clair , et qu^îl est à facettes lorsque les filamens nerveux sont courts et dWe cotdeur noirâtre.

a° Que ce fer écrouî, chauffé au premier degré de la chaleur ht^ mineuse, et battu ensuite, reprend en s'alongeant, le nerf'qu^il avait perdu, si toutefois il est placé en travers de la table de Pendume, et qu'ail le perd de nouveau , lorsque, pour achever \ejbrgeage de la barré ^ on la place dans le sens de la longueur de Tenclume.

3^ Que le fer qui a perdu son berf par le martelage à froid, le re~ prend en partie, en recevant un fort recuit poussé jusqu''à la dialeur K>uge claire. Si , comme dans les arsenaux , le recuit n''est donné qu''ä la température rouge cerise, le fer ne reprend pas autant de neif que s^il est chaufié au rouge rose.

4° Que du fer très -médiocre, pourvu qu'ail ne soit pas de la plus . mauvaise qualité , peut acquérir du nerf, étant placé en travers de la table de Fendume et forgé soit à froid soit au premier degré de la cha— leur lumineuse, si cette table et la panne du marteau sont très -étroites \ mais qu^il perd son nerf lorsqu^on veut achever ou parer la barre, et qu*il ^levient ensuite si cassant, que , sans £adre d'^entaille , on peut eà déterminer la rupture.

Diaprés cela , nous devons être convaincus :

I. Qu^il est impossible de donner du nerf au fer marchand, en le battant à froid , parce qu'ion est toujours obligé de le parer.

n. Que les meilleurs fers peuvent devenir par cette opération , aigres comme Tacier trempé, et plus fragiles que les fers tendres.

4à PREMIÈRE SECTION.

Le fer dur et tenace^ èieluî qui résiste le mieux à la forée extérieure^ conserve aussi le plus long -temps sa texture grenue. Le fer mou devient fibreux plus t6t^ se« graîns se laissent aplatir avec plus de facilité. De leur force de cohésion dépend aussi celle des filamens nerveux , leur longueur et Feffort <Ju**il faut employer pour les rompre. Dans celui qui ne montré aucun nerf ^ il y a si peu de liaison entre les grains ^ que ces derniers, atilieude s'^étcndre en fibres, sont aplatis seulement, et forment des lames qui , manquant aussi dé cohésion entre elles, ne sont capables que dWe faible résistance. C'est pourquoi, lés fers dont la cassure présente des lames plates ou du gros ilerfnoir , appartiennent à la même classe et peuvent'se rapprocher par des transitions insensibles.

m. QuVn favorise la formation du neif, en forgeant le fer -sons m martean dont la.^anne cst^très^Uroît«.

IV. 'Enfin, que nmis devons juger de la qualité >du hr en baives par

la grainàre ëtùonpar la difficidtë qa^on éprouve à le rompue ; difioidté

qui .est Àioâifiëe douleurs par d'^anCres eircoastances , s«r4out par la {Jw

ou moins grande staJ^ilité de Pàiclume et'des points d'^appuî.

' On pourrait -demander pourquoi le fer devient si fragile, lorbffuVn le

-inittant à froid , on le met dans une circonstance telle quHl ne .poÎMe s^iionger. Il est possible que ce soit 'à la lois au resseirement des mxAé-

'cules et à une- action chimique. qu'il faille en attribuer la cattse.

En examinant un morceau de fer qui a été écroui à moitié , on voit régner autour de la cassure, une bande dW grain 'plus fin,* plus ^rré èt'plus bianc que celui "du centre : si Ton continue de battre ce '1er "à

-froid , la- bande de grain fin devient de plus en plus large, jusqu'à ee

-que tonte la cassure présente le même tissu.; il s'ensuit donc que- le tnarüelage à ftoid rapproche les molécules du fer plus qu'elles* ne- IVtaient

-miparavaut. Or il est évident qu'un grand rapprodiement des tnfoléocdes doit nuire à la flexibilité du métal; c''est ainsi qu'une grosse barre composée de plusieurs lames , devient >d'anlant plus flexible que' le sou—

%dage est plus mal fait , ou bien que les parties sont moins rapprochées; et la résistance qu'un corps peut ofirir au choc est toujours proportionnée à -sa flexibilité. ' Le plomb , quoique moins tenace que le- fer , résisté aux secousses; tandis que l'acier, dont la ténacité surpasse de moitié::éae

PÔOPRIÉTÉS DU FER. 43

53. Le fer ductile n^est jamais cristallisé. Eu pièces trèsfortes qui n''ont pas eucore éprouvé de pression "mécanique ^ il ne montre qu'Hun tissu, crocUu ^ sans aucune autre forme cristalline. Mais* on a reconnu que le fer qui n^est point susceptible de prendre une texture fibreuse ^ est toujours de médiocre qualité (Sa). Çest pour èette raison que Ton n'^emploie pour les objets de grande résistance^ que du fer qui peut acquérir du nerf. On a fait en Suède des expériences pour connaître sous quelles conditions le bonjhr devient le p|as nerveux ^ ces expériences , ont présenté les résultats suiv£^ns ;

i"^ La chaleur Aécessaire pour arrondir le fer sous fe martinet ne sufiit pas pour donner du nerf au bon fer ^..

du fer ^ se laisse briser par une très -légère percussion. Le martelagiek firoid , effectué sur une barre placée dans le sens de la longueur de Pendume, rapproche les molécules, détruit donc la flexibilité du fer et en augmente Taigreur. Le martelage à chaud ne peut produire le même effet, puisque le calorique maintient les molécules à une certaine distance , leur donne la facilité de se mouvoir dans toutes les directions , et d^échapper de cette manière à la force comprimante du marteau. Si la barre est posée en travers de Tendume , les molécules pouyant glisser et s^étendre , ne se compriment pas aussi fortement.

Quant à la deuxième cause à laquelle on peut attribuer Taigreur du> ter écroui , nous présumons , puisque son grain deyient pflus blanc , qtt^dle est semblable à ceue qui détermine le durcissement de Padler an moyen de la trempe. Ce dernier ^ ainsi que le fer ductile , po4tien, une plus ou moins grande quantité de carbure de fer interposé entre lea molécules \ par la chaude , le carbone mélangé se combine ayec toute • la masse; et par le refroidissement subit , il est saisi et ne peut plus s^en> séparer. Or, le martelage peut, en échauffant le métal, en resserrant les molécules du fer et du carbone , et en les mettant dans un état électrique , opérer la combinaison des deux substances; de sorte que lefer se trouye dans le même cas que s^il ayait été chauffé au rouge et plongé dans Teau: aussi remarque-t-on que c^est particulièrement le ferdur , celui qui est susceptible de prendre la trempe , qui s^âigrit le plus^ j^arPécrouissement. Le T.

Y^*^ On jsoppo&e nécessairement que la barre est battue dans 1« sens dait

2" L^eau qui tombe sur les tarres pendant le battage^ ne peut apporter aucune modification à la texture nerveuse.

3** Le bon fer nerveux chauffé au blanc soudant et refroidit dans Feau sans avoir été forgé ^ devient parfaitement grenu. Un semblable fer soumis une deuxième fois à la cbaleur et ensuite étiré, reprend après un lent refroidissement, sa texture nerveuse. Du fer nerveux chauffé au blanc non soudant^ ne perd sa texture fibreuse qu^en partie par la trempe^

4** Du bon fer à cassure grenue, chauffé au blanc soudant, présentait toujours des endroits übreux après le premier étirage, et devenait, après plusieurs opérations semblables, parfaitement nerveux. Le changement était plus ou moins prompt , selon la qualité du fer.

n suit de là que le fer qui , chauffé au blanc et travaillé sous le marteau , conserve une texture grenue , ne doit pas s''employer pour cables ou pour chaînes , etc. Mais il ne s"*ensuit point que tous le fers nerveux puissent être employés à des objets qui exigent une grande résistance, parce qu^il existe des fers nerveux de médiocre qualité (5 1, 62).

54- De la texture du fer dépend sa compacité^ c''est en vertu de cette compacité qu^il peut recevoir un poli parfait. Le fer fort et dur, dont la cassure présente un grain uniforme, est le meilleur sous ce rapport^ le plus mauvais c^est le fer mou, le fer à facettes qui prend facilement des fibres courtes et grosses. Le fer dont la cassure est à lames plates, peut acquérir également un très-beau poli, mais sa mauvaise qualité en fait restreindre Temploi.

Malgré tous les soins que Ton donnerait à la préparation de ce métal, il est impossible d''éviter les solutions de con-

la longueur , et dans ce cas on a raison. Mais mise en travers àe Pen— clume , elle prendra du nerf ,^ à ce degré de chaleur et même à un degré plus faible. Voyez la note du paragraphe précédent. Le T>

tinuité qvLon rencontre toujours dans le tissu des meilleurs fers. Les petites défectuosités de ce genre, s'^appellent cehdrures • elles se manifestent au polissage par des grains ou taches noires^ lorsqu'elles sont plus grandes, on les désigne ordinairement sous le nom de pailles^ de moines ^ etc., etc. Ces äccidens, fâcheux quant au poli, sont en quelque sorte un indice de la bonne qualité du fer.

55. La texture de Tacier est également grenue, mais elle se distingue de celle du fer, en ce que ses grains ont plus de finesse ^ qu'ils sont presquHmperceptibles , et que sa cassure est compacte et unie. L'acier est d'autant meilleur que son grain est plus égal et plus serré. Une texture à grains distincts et bleuâtres , et l'existence des filamens nerveux dans l'acier, sont toujours une preuve de la présence du fer et un indice de médiocre qualité. Sa grande dureté l'empêche de montrer du nerf, lors même qu'on l'étiré en barres très-minces.

56. La texture de la fonte grise est très- variable ^ elle passe d'un tissu grenu a une cassure unie. Ce qui la caractérise, c'est que la couleur foncée s'éclaircit à mesure que les grains se resserrent et qu'ils deviennent moins appréciables. Les grains plats et écailleux sont le signe d'un haut degré d'impureté.

La fonte blanche passe de la cassure rayonnante à la cassure esquilleuse, et de cette dernière à la cassure compacte et presque çonchoïde : la couleur blanche disparait avec la texture rayonnante. La texture du floss caverneux est plutôt grenue que crochue 5 elle forme la transition à celle de l'acier.

5j. Comme la fonte est un composé très-variable de fer et d'autres substances , les inductions que l'on voudrait tirer de sa couleur et de sa cassure, relativement à sa qualité , pourraient être très-fausses. Il y a des cas où la fonte blanche lamelleuse mérite la préférence, et d'autres où c'est la fonte grise grenue.

58. La fonte grise ne cristallise jamais ^ sa texjture est tou* jours grenue et écailleuse. Les cristallisations qu^on remaiv que quelquefois dans les cavités de ce fer cru^ ne se composent pas uniquement de fonte« Ce sont des substances qui^ formées dans les circonstances voulues^ contiennent probablement des ^oportions déterminées de fer et de carbone combinés avec d^autres corps. Leur forme est celle de la pyramide quadrangulaire dont les faces ne sont point achevées. Ces cristallisations se trouvent aussi dans des fontes blanches^ les floss-^ caverneux et les floss-lamelleux exceptés. Ceux-ci sont eux-mêmes des masses crystallines composées de pyramides obliques dont les angles nWt pas encore été déterminés. Quant aux floss-cavemeux^ ils se r&« froidissent si promptement^ qu^ils ne peuvent donner lieu à des formations cristallines.

59. Le tissu de lacier^ la finesse de son grain ^ et la propriété de ne point prendre de nerf ^ le rendent plus ^compacte que le fer et plus convenable aux ouvrages polis. La fonte blanche conviendrait aussi pour ces objets^ si sa fragilité n^'y mettait obstacle. La fonte grise manque de compacité et ne peut recevoir un beau poli. '