DE L^ACTION DE L^EAU SUR LE FER

164. Keau parfaitement pure et dégagée d'haïr ii'*agît sur le fer qu'*à la température de 80 degrés de Réaumur, et son action est encore très-lente. Elle est presque instantanée, lorsque le fer rouge de chaleur est arrosé d^eau. L^oxide obtenu par la décomposition de ce liquide varie quant au rapport de ses parties constituantes, qui sont toujours Poxidule et le peroxide.

D''après les expériences de M. Gay-Lussac, on ne peut oxider le fer au maximum par la décomposition de Teau^ on ne produit que Poxide contenant sur 100 parties de fer 3^,8 d'^oxigène : composition qui se rapproche de celle du fer înagnétique, ce qui tend à faire croire qu il forme un état d^oxidation particulier.

Uoxide obtenu par la voie humide est employé comme matière médicale 5 car celui qui est formé par Faction combinée de la chaleur et de Tair atmosphérique, nest ni assez fin, ni assez pulvérulent pour les préparations pharma-^ ceutiques. Ce mélange porte le nom d^étkiops martial. Le peroxide chauffé avec de Fhuile ou d^autres substances combustibles , donne aussi de Féthiops martial.

i65. Westrumb a prouvé contre Landriani et Girtanner que Feau pure n^exerce aucune action dissolvante sur le fer ni sur les oxides^ cest seulement Feau qui n'est pas encore entièrement purgée dVir qui attaque le fer à la température ordinaire , sans toutefois dissoudre Foxide.

166. La limaille de fer arrosée long-temps avec de Teau^ passe de la couleur noire au brun rougeàtre ,. et par conséquent au maximum d^oxidation. Cette poudre séchée et recuite donne, diaprés Berzélius, 85,3 pour cent d^oxide rouge qui n^est nullemeiit attirable à Faimant. La perte de i4^7 n''est que de Feau pure. H s'*ensuit que le peroxide

PROPRIÉTÉS DU FER. l33

peut se combiner avec Teau dans une proportion telle que Foxigène de celle-ci est la moitié de Foxigène contenu dans Foxide ^ ce corps s''appelle hydrate de Jer. On peut Fobtenir aussi en précipitant Foxide de fer d^une dissolution^ à Faide de Fammoniaque caustique^ ßt en laissant digérer le précipité dans Falkali volatil. Par ce procédé on obtiendra des hydrates dont les parties constituantes ne s^écarteront point des proportions de Berzélius. La quantité d^eau combinée avec Foxide, ne doit pas être confondue avec celle qui lui est adhérente et qui se dégage déjà à la chaleur de Fébullition. Les hydrates naturels s^appellent fer brun , il s^en trouve qui sont d^une grande pureté.

i6^. Bien qu''il existe un hydrate d^oxidule, on ne peut le produire , parce qu'il n'est point assez permanent. Les précipités blancs des sels de protoxide, traités par les alkalis caustiques, sont de véritables hydrates de protoxide qui, au moindre contact de Fair, se colorent successivement en gris, en vert, en bleu foncé et en jaune. Les précipités colorés de cette manière sont des combinaisons d'hydrate, de protoxide et d'hydrates de péroxides qui, a' l'air libre, passent au summum d'oxidation.

Les hydrates naturels^ qui sont très-répandus, contiennent de l'eau en proportions variables. Ils sont insolubles dans ce liquide. Si l'hydrate blanc est soumis à la chaleurde Fébullition en vase clos, il prend la couleur propre & Foxidule , parce que l'eau se dégage.

PE l'influence de l'air humjde sur le fer.

i68. Si Fair parfaitement sec ne commence son actio» sur le fer qu'à la température ou se manifestent les coupleurs du recuit, il n'en est pas de même lorsqu'il est chargé d'eau. Une expérience journalière nous prouve que ce métal exposé à Fair humide , se couvre bientôt d'une couche

jr34 PREMIÈRE SECTION.

jaune appelée rouille .* elle est due à Faction combinée de Peau et de Fair^ il suilirait de sa couleur pour prouver la présence de Feau. Les opinions sur la rouille sont encore partagées. Sa composition^ diaprés Bergman^ serait: acide carbonique 24 partieiä, oxide de fer 76^ ce qui parait inexacte. Hausmann la croit composée d^eau et d^oxide^ Thomson. dVau et de sous-<:arbonate de fer. D est certain qu^elle constitue un hydrate. M. Vauquelin a prouvé que la rouille^ ainsi que tout autre corps poreux^ petit absorber un grand nombre de substances qui se trouvent dans Fatmosphère^ sa composition est donc très-variée.

i6g. La rouille parait moins vite sur la Ibiite blanche que sur Facier et sur la fonte grise. Le fer forgé ^ et sur-tout le fer rouverin^ en sont attaqués le plus promptement. Le fer tendre lui résiste davantagCr L'haïr sec et le poli des surfaces sont les meilleurs moyens d^en éviter les fâcheux effets: les endroits poreux^ les cavités^ les eendrures se rouillent dVbord. La nature des substances avec lesquelles on polit le fer^ influe aussi sur la durée du pôli^ Les objets sont préservés de la rouille par des enduits de corps gras ^ tels que Fhuile d^olive purifiée^ et en général toutes les huiles qui ne contiennent point dVau et qui ne s^épaississent pas à Fair ^ on peut employer pour cet effet Fhuile de noix , de faine, et d''après M. Conté, un mélange d''un cinquième de vernis gras et de quatre cinquièmes d'huile de thérébentine rectifiée. Le meilleur préservatif est , d'après M. Aikîfl, le caoutchouc qui, dissous dans Fhuile de thérébentine, donne un vernis qu'on applique très-vite et qu'on 6te facilement avec une brosse imbibée de cette huile chauffée. La surface des objets en fer et en acier, débarrassée de ces enduits, reprend ensuite tout son éclat.

I jo. Lorsqu'il n est pas nécessaire de conserver au inétal sa couleur et son éclat, on le couvre d'un vernis et souvent même d'une couche de goudron, qu'on fait sécher à l'air

PROPRIÉTÉS Dû FER. l35

OU brûler. Ce dernier moyen ne s'emploie guère que pour les gros objets. LVrt de vernir le fer est parvenu depuis peu de temps ^ à un haut degré de perfection. Une autre méthode de le protéger contre la rouille ^ c est de le bleuir ( 1 1 3 et suiv.). On ignore la raison en vertu de laquelle les surfaces bleuies résistent davantage. Le bronzage' enfin remplit le même objet ^ il consiste à enduire la surface du fer de substances corrosives, diacides, principalement diacide hydrochlorique^ à Texposer plusieurs jours k Tair pour la couvrir de rouiUe sur tous les points ;j à Tenduire d^huile d^olive, et à la frotter ensuite^ jusqu^à ce que le linge n'en soit plus taché. Cest à Taide de ce procédé qu'on donne aux canons de fusils une assez belle couleur brune.

DE l'action du charbon SUR LE FER.

I y I . Le fer forgé mis en fusion sans le contact d'aucune substance étrangère, conserve toutes ses propriétés (i34): fondu dans la poussière de charbon, il devient acier ou fonte , et dans ce cas, il se liquéfie à un degré de chaleur plus faible. Ce fait, dont on a reconnu la vérité depuis long-temps, en fabriquant l'acier cémenté , n'a pu condui're les anciens métallurgistes à une théorie sur la nature de l'acier et de la fonte* Bergmann fut le premier qui provoqua leur attention sur cet objet : Binman, son digne successeur, fit usage de ce fait pour expliquer le passage du fer, d'un état ];nétallique à un autre. Mais l'imperfection des connaissances chimiques d'alors , n'admettait point d'explication satisfait santé poiir toutes les circonstances. Le phlogistique , élément essentiel des matières combustibles , conçu d'une manière vague, ne pouvait servir de base pour approfondir cette question. Ces deux savans se virent donc forcés d'adopter deux phlogistiques , l'un très-isubtil et l'autre d'une nature plu& grossière ^ le premier constituait l'élément ca-

l36 PREMIÈRE SECTION.

ractéristique des combustibles ^ tandis que le deuxième n'^était qu'aune substance charbonneuse.

La révolution de la chimie^ qui anéantît le système du phlogistique, jeta en France les premiers rayons de lumière sur les modifications du fer^ dans ses trois états différens. Scheele avait déjà reconnu la plombagine comme une matière charbonneuse, en 17795 mais cVst aux chimistes français , Vandermonde , Berthollet et Monge , qu''on doit des analyses positives , qui ont répandu un grand jour sur la nature de cette substance énigmatique et sur les modifications qu elle fait éprouver aux propriétés du fer. Depuis cette époque , la fonte et Tacier furent considérés par-tout comme des composés de fer et de charbon , ou de graphite dans des proportions très-variables 5 et Ton reconnut en même temps , que Tun devait en contenir une plus forte dose que Fautre , puisque Facier se rapprochait de la nature du fer cru , en se chargeant d^une plus grande quantité de charbon.

Partant de ces principes , Qouët et Mushet se proposèrent d^obtenir au moyen de la fusion , des aciers de tous les degrés de dureté , selon la dose de carbone qui devait être employée dans Popération. Mais bientôt ils durent s'apçrcevoir que les propriétés de Facier ne pouvaient être déterminées à priori ^ que tantôt il devenait plus dur et tantôt plus mou quHl ne devait Fêtre , d''après les propor^ tions de charbon employé. Clouët voulut ensuite soumettre la nouvelle théorie à une rude épreuve , en formant de Facier avec des corps qui ne contenaient le carbone qu^à Fétat d''acide carbonique. Ces expériences , si elles s'^étaient vérifiées, auraient changé la théorie, qui n^en aurait tiré aucun avantage, parce qu'acné connaît des moyens plus simples de préparer Facier fondu. Mushet a montré ensuite que le changement éprouvé par le fer, lorsqu'*on le fond sans addition de carbone et avec des terres ou des flux

vitreux^ est semblable à celui qu^il subirait par la présence du carbonate de chaux.

Tiemann a fait voir d^un autre côté , que , dans la réduction des oxides ou des minerais de fer ^ à Taide de la poussière de charbon, il fallait avoir égard à beaucoup de circonstances accessoires :; que du reste , on obtenait selon les proportions de ce réactif, ou du fer affiné, ou de Facier, ou de la fonte. Il répéta les expériences de Clquët et de Mushet; il en confirma une partie et en rectifia une autre. Quoi qu''il en^soit, on peut affirmer quHl existe des causes peu connues agissant d^une manière décisive sur les résultats. Parmi ces causes , il faut mettre en première ligne les variations de la température, qu^on ne^peut graduer avec exactitude, et dont Finfluence est si prononcée , particulièrement sur la nature du fer cru. Nous ne pouvons passer ici sous silence les expériences curieuses qui ont été faites à Paris, en 1799^ par MAI. Guyton-Morveau , Clouët^ Weiter et Hachette, dont le but était de changer le fer en acier par la fusion avec des diamans , et dont les résultats ont pleinement confirmé la théorie sur la composition de Facier.

172. Si le changement du fer en acier, par une addition de carbone pur, avait besoin de nouvelles preuves, on pourrait citer les expériences décisives de M. Vismara de Pavie. Ce chimiste a cémenté le fer avec les gaz oléagineux qui se dégagent des substances grasses à la chaleur rouge. n suffit que le vase qui renferme le métal et dans lequel on fait passer les gaz, soit porté à une température de 60 à 64 degrés de Wedgwood, pour qu^on obtienne un très-bon acier. Il s'est formé des établissemens en grand qui suivent ce procédé. Le carbone qui, à la fin de Fopération, nW plus absorbé parle fer, s^ dépose en substance sous des formes très-variables.

I ^3. Pour mieux juger de Faction du carbone sur le fer, TOM. I. 18

l38 PREMIÈRE SECTION.

nous devons examiner surtout la matiërë charbotineuse qui se forme dans plusieurs circonstances et surtout dans la production de la fonte grise. Les praticiens la désignent sous le nom impropre de limaille. Toutes les expériences que Ton a faites sur ce corps ont confirmé son idendité paiv faite avec la plombagine^ ou le graphite-naturel qui lui prête son nom. Chauffé en vaisseaux clos ^ au plus haut degré de chaleur^ il ne subit aucune altération^ on n^est pas encore parvenu à le fondre. A la température ordinaire^ il est inattaquable par les acides^ par les alcalies et généralement par tous les corps. Dans les températures élevées, il se conduit à regard de ces réactifs comme une substance char-^ boueuse. Grillé fortement et à Tair libre, il brûle sans flamme et sans fumée D'^après les résidus de sa combustion , Scheele, Saussure et G ahn d^abord, plus tard, David Allen et Pepis ont conclu qu^il était composé de carbone et de fer. Leurs expériences prouvent qu il ne contient pas une trace d^oxigène. On n^a pu s''accorder sur les proportions' de fer qu'ion lui supposait. Scheele Ta fixée à lo p. 7L, Saussure à 4 P« Vo et Gahn à 7 p. %.

Maintenant il est hors de doute qu''on a été dans Terreur sur la nature du graphite qu P!?^ tire du sein de la terre et de celui qu^on obtient dans les hauts fourneaux. Des mélanges accidentels de fer qu^il contient, ont été regardés comme partie constituante essentielle. Pespère du moins avoir prouvé d"'une manière convainquante que le graphite naturel dégagé de toute espèce de mélange, constitue un charbon pur, et que le graphite qui se sépare de la fonte est un véritable carbone , sous forme métallique.

l'j^. H suffit de considérer que le graphite se trouve seulement dans la fonte grise, que celle-ci peut devenir blanche par un prompt refroidissement ;j qu''enfin la fonte blanche devient grise , étant soumise à une haute température suivie d^une très-lente solidification: il suffît, disons-*

PROPRIÉTÉS Dû FER. iSg

tious^ de considérer ces faits pour qu'ion soît persuade que ce nVst pas uniquement la quantité de carbone combinée avec le fer qui détermine les propriétés caractéristiques de la fonte ^ de Tacier et du fer ductile^ et que ces propriétés dépendent nécessairement du mode de combinaison. Rinman a déjà remarqué que le graphite n^était pas une partie constituante essentielle du fer cru^ que les mêmes fontes pouvaient en contenir pu en être entièrement dépourvues. Cependant on croyait que les dififérences entre la fonte grise et la blanche ^ entre Facier dur ^ Tacier mou et le fer ductile, ne provenaient que de leur plus ou moins grande richesse en carbone. D'^après cette manière de voir^ Mushet a voulu déterminer les limites où le fer passe à Tétat d'^acîer, celui-ci à Tétat de fonte et enfin la fonte blanche à Fétat de fonte grise. Il' admet que la dureté du fer augmente avec le carbone qu^il contient jusqu^à ^ de la masse ^ qu'^à ce point ^ le métal possède une couleur blanche argentine et un tissu compact , et qu^ensuite sa dureté diminue, comme on peut le voir dans le tableau suivant :