DU FER MIS EN CONTACT AVEC LES ALCALIS

246. Les alcalis fixes n exercent point d^action sur le fer ni sur ses oxides par la voie, humide. U semble même que leur présence retarde la décomposition de Teau.

A la chaleur rouge, la potasse et la soude sont désoxidées par le fer. D''un autre côté, la fonte mise en fusion avec les * alcalis , se convertit d^abord en fer aciéreux et plus tard en fer pur , parce que le carbone est employé à leur réduction. Mais le fer neutre point en combinaison avec les métaux alcalins, parce qu'ails ne sont pas assez fixes. Cest aussi pour cette raison qu^on n^obtient point d^alliage^ quand on fond les alcalis et le fer avec addition de charbon.

Des expériences directes prouvent que les alcalis et leurs métaux ne peuvent avoir dlnfluence nuisible sur la qualité du fer. Un canon de fusil qui avait servi à la décomposition de la potasse et dans lequel on en avait désoxidé une assez

grande quantité , s'est laissé très-bien forger^ le fer n'était ni rouverin^.ni cassant à froid. Si le potassium se combinait avec le fer^ on devrait en trouver dans tous ceux dont les minerais sont traités au charbon de bois^ cependant ils n'en t)nt jamais donné une trace par Tanalyse : si les moyens chimiques ne peuvent le faire découvrir, c'est qu'il est en très -petite quantité dans le métal ^ et cette petite quantité ne communique au fer aucun défaut.

247- M. Serullas, auquel on doit plusieurs expériences sur les alliages du potassium, a fondu un mélange de limaille, de tartre et de noir de fiimée. Il prétend avoir ob— ^ tenu de cette manière un composé de fer et de potassium, qui était gris et aigre. Mais, dans cette opération, le fer a pu se changer, soit en fonte , soit en acier saui^age.

Ni les laitiers des hauts fourneaux , ni la fonte obtenue au eharbon de bois ne m*ont jamais donné une trace de potasse ou de potassium. Il paraîtrait donc que le potassium se trouve réduit dans le haut fourneau, se sublime ensuite, s'échappe soit par le gueulard , soit par le creuset. On peut effectivement recueillir la potasse déposée avec diverses substances volatiles , sur la tympe et les marâtres. Ces dépôts contiennent non-seulement du carbonate, mais aussi de l'hydrochlorate de potasse. D'après les expériences de M. Berthier, le sublimé recueilli sur la tympe, renferme beaucoup de potasse , lors même que le haut fourneau est activé par le coke.

n serait possible toutefois que dans d'autres circonstances, dans les feux d'affinerie, par exemple, le fer se combinat avec le potassium ou le sodium. Pour m'en assurer j'ai fait ajouter à la fonte pendant l'affinage ,5 à 6 p. 71 de potasse et de soude. Le fer devint moins soudable et beaucoup moins tenace, bien qu'il ne contînt qu'une trace de ces alcalis. On ne pouvait douter que ce ne fût à leur influence qu'il fallut attribuer la mauvaise qualité du métal ^ mais on en est

dVutant moins surpris qu'on voit plusieurs autres corps qui^ en très -petite dose^ produisent sur le fer des effets analogues. Ces résultats sont du reste de peu d^importance pour les maîtres de forges ;j il n^arrivera jamais dans la pratique^ que le fer puisse se trouver en contact a\ec de si grandes quantités d^alcalis.

DU FER MIS EN CONTACT xilEC LES BASES TERREUSES.

248. Le fer n agit point sur les terres par la voie humide ij son action sur Feau n''est point modiâée par les substances terreuses^ aidé par la poussière de charbon^ il les décompose à la chaleur de la fusion et il les réduit à Fétat métallique. Cette désoxidation a-t-elle lieu par le fer ou par le charbon seul ? Le fer sert-il seulement à recevoir les métaux réduits ^ et peut-il être remplacé alors par le cuivre ou Fapgent? c''est ce que nous ignorons en partie.

249* De toutes les terres^ c^est la silice^ dont la nature a été le plus approfondie. Berzélius est parvenu à combiner le silicium avec le fer^ par la cémentation de la limaille de £er dans la silice réduite en poudre fine et mêlée à la poussière de charbon. Le fer s^allie dans cette opération avec le silicium^ comme dans de semblables circonstances^ il se combine avec le carbone. Le silicium^ diaprés les expériences de ce chimiste^ n^agirait pas d'aune manière très-sensible sur la ténacité et la dureté du fer^ mais il en diminue la pesanteur spécifique.

Les fers silicifères donnent^ par la décomposition de Teau^ plus d^hydrogène que tous les autres^ ce qui est trèsnaturel ^ puisque le silicium se charge à peu près de cent pour cent d'oxigène , tandis que le fer nVn peut absorber que 44 parties pour se changer en peroxide. Stromeyer a fait des recherches très-étendues sur les combinaisons du fer avec ce métal terreux^ mais les résultats de ses expériences ne sont pas concluans.

PROPRIÉTÉS DU FER. ^Oî

On a lieu de croire que le silicium Tenfermé dans le fer cru^ est chassé en grande partie par Faffinage: la fonte contient d^autaat plus de ce métal^ terreux quelle est plus ^ise.

250. On a feit observer depuis^ qu'^à la température voulue pour convertir le fer ductile en acier, la silice se réduit et 45e combine avec le fer en même temps que le carbone. Cependant la présence de ce dernier iiest pas nécessaire ^ car le fer pur fondu dans un creuset absorbe du silicium , qui le rend moins réfractaire. M. Muset a déjà remarqué que dans cette circonstance le fer devient dur, cassant et acie*« reux. M. Boussingault trouva dans le fer ductile, fondu dans un creuset de Hesse, plus de i pour cent de silice, ou plus de 0,54 pour cent de silicium. Il pense, vu Faccroiâsement de dureté que le fer silicifère reçoit de la trempe, que «a conversion en acier est due au silicium tout aussi bien qu'eau carbone. '

Les essais en petit , quelqu^intéressans qu'ails soient , conduisent souvent à des conclusions erronées. U est facile de voir par les opérations en grand, que le silicium est très» nuisible à la qualité du fer , et qu^une grande partie des fers cassans à froid , doivent leur fragilité à une petite dose de ce métal terreux.

La ténacité du fer est déjà diminuée considérablement par la présence de 0,87 pour cent de silicium. J'en ai la conviction par un grand nombre d'*analyses que jVi faites sur des fers tendres qui ne contenaient, outre le silicium et une triïs- petite quantité de phosphore, aucune autre substance étrangère. De plus , mes expériences m'*ont apjpris que Faction de la silice sur le fer est bien plus nuisible que celle du phosphore.

25 1. U n^existe pour ainsi dire point de fonte obtenue immédiatement des minerais qui ne contienne du silicium, que du reste on n^a pas encore trouvé réduit dans les

203 BEEMIÈHE section;

foyers dé fusion^ sans qu'il ne fût combiné avec le fer. liOrsque la fonte le renferme en grande quantité^ il s^eà séjiareàrétat de silice ^ présentant quelquefois une belle tex-^ ture rayonnante ^ étoilce ou fibreuse^ d'une couleur blanche «t d''nn éclat soyeux. Ces dépôts se trouvent toujours au milieu de la masse du fer cm ^ dans des cavités ou soufflures, ïl est remarquable que le silicium n'ait jamais été rencontré à Tétat métallique : où le titan même est désoxidé ^ on voit la silice non réduite. Les cristallisations qu'elle forme dans rxEvtérieur de la fonte, ont quelquefois un centimètre et âesni d'épaisseur. On ne peut douter qu'elles ne soient la suite d'une seconde oxidation. La plus grande quantité de silicium que j'aie pu trouver dans la fonte la plus siliceuse était de 3,^ p. y^. une teneur de i p. **/^ est déjà très^ considérable. Le fer cm qu'on obtient des fourneaux à coke est en général plus siliceux que le fer cm des fourneaux activés au charbon de bois.

aSa. L'aluminium^ en petite dose , ne serait pas nuisible à la qualité du fer, d'après les expériences de MM. Stodart ■et Faraday. Ces chimistes ayant trompé dans l'acier des Indes , appdLé wootz, ce métal terreux, lui attribuèrent les bonnes qualités du wootz, et préparèrent un acier alluminifère qui, disent-ils, possède les mêmes propriétés que l'acier des Indes.

J'ai fait ajouter de l'argile à la fpnte, pendant l'affinagCi^ et ces es;périences en grand ont été répétées trois fois. La grande quantité de silicate de fer qui se formait dans le ibyer par suite de cette addition, a retardé l'opération^ mais la qualité du produit n'en parut pas altérée d'une manière sensible. L'analyse faite sur le fer obtenu , n'a donné qu'une trace d'alumine , bien que par le procédé employé, on a du trouver tout l'aluminium contenu dans le métal.

Au reste , les autres fers , aciers et fontes que j'ai analysés, ne m'ont jamais presenté que" des. traces d'alumine qu'il

PROPRIÉTÉS DU ïîft. ào3

était impossible de doser ;j mais les plus fortes tfftc^ se sont toujours trouvées dans les fers cassans à froid. Je ne puis 4onc douter que raluminium n^xerce une mauvaise in« fluence sur la ténacité du fer.

M. Faraday a trouvé dans le wootz entre 0.^024 et i^3 p. y^ d^alumine« Ce chimiste a observé expressément ^ que le corps reconnu pour alumine^ était soluble dans Tammoniaque caustique et donnait de Talun par une addition diacide sulfuriqae. On ne peut donc 3upposer une méprise à ce sujet ^ bien qu'ail paraîtra extraordinaire que la disso-^ lutioA du wootz dans Teau régale n''ait contenu que du fer^ et que Faluinine se soit trouvée en entier dans le résidu <, ce qui nest pas trèsrd^accord avec les propriétés de cett^ terre. Une analyse du wootz véritable m''a donné des résultats tout différens. Dissous dans Feau régale^ il n\ laissé •pour résidu qu''une trace de silice. La liqueur concentrée avec Facide acétique en excès, laissa précipiter , par rhydr0-r sulÊite dVmmoniaque, du fer et à peine 0,1 p. V^ de man* ganèse. Elle fut ensuite évaporée jusqu à siccité. Par Tîncinération, on a retiré du résidu obtenu 0,54 p. % ^^ cendres blanches, composées diacide phosphorique ,^ de silice et cL^oxide de titan ^ mais on put à peine reconnaître une .transe d^alumine. Il résulte du moins de cet essai, que ce n^6st pas à la petite quantité d^aluminium , qui pourrait exister dans le WQotz , qu'ion doit attribuer la bonne qua— lité des. aciers indiens.

MM. Stodart et Faraday font observer que Facier et le fer fbjgé se conduisent différemment dans leurs combinaisons, avec d^autres métaux. Cette assertion est très-juste: il pourrait donc arriver qu''une petite dose de substances étrangères, insuffisante pour être nuisible à là résbtance de Facier, détériorât le fer- Peut-être en est-il ainsi de Faluminium# Voici au reste le procédé indiqué par ces chimistes jpour prqparer un acier alunûnifère : de Fader pur ou mè--

ao4 niEMIÈRE SECTION.

me du fer foi^^ rédmt en petits morceaux et stratifié arec de la poussière de charbon^ doit d^abord être soumis à une haute température soutenue longtemps. H se forme des composés de fer et de carbone^ d^une couleur gris foncé^ ressemblant aux minerais de tellure^ et présentant une texture cristalline dont les lames ont quelquefois quatre ou cinq millimètres de lai^ur. Plusieurs essais prouvent que ces carbures sont composés de 94^36 de fer et de 5^64 de charbon. Ce régule pulvérisé et mêlé avec de Talumine doit ensuite être chauffé très-long-temps. On obtient alors un premier alliage blanc très-aigre^ d'une cassure grenue^ et renfermant 6^4 P* Vo d^alumine: 4o parties de cet sdliage fondues avec 700 parties de bon acier ^ donnent un régule -malléable^ d'aune exeeUente qualitéet susceptible de prendre ce beau damassé qui distingue particulièrement le wootz; Un deuxième essai a été fait avec 5oo parties du même acier et 67 parties de Talliage dVhuninium. Le métal obtenu possédait toutes les qualités du meilleur wootz de Bombay.

a 53. Le calcium se conduit en quelque façon àTégard du fer^ comme les métaux alcaligènes. Le fer décomposela chaux à une haute température^ sans que les métaux montrent Tun pourFautre une grande affinité. Mushet a fait beaucoup d'^expériences sur ces deux corps fondus ensend>le dans des creusets. Le régule devenait toujours aigre et rouverin^ mais on ne sait pas si le fer était chargé de calcium.

Le fer cru mis en fusion avec la chaux caustique <) abandonne son carbone. Des essais d''affinage faits avec des additions de marbre de Girrare pur^ m^ont prouvé que la ténacité du ièr foi^é s^était accrue^ mais Fanal jse a fait voir que ce fer ne contenait pas une trace de calcium, et que Faction du marbre s'*était bornée à diminuer la quantité de phosphore contenue dans le métal.

D''autres essais de ce genre, feiits avec une grande quantité de carbonate de chaux, ajoutée successivement et pendant

PROPRIÉTÉS DU FER. 2o5

toute la durée du traVaîl , ont montré que le fer avait perdu -ane patlîe de sa ténacité et qu'il était devenu moins soudaUe. Cependant ce fer notait réellement ni rouvearin ^ ni cassant à froid ^ maïs il était paillenx et traversé de fentes longitudinales. L^analyse y découvrit 0,1774^ p. •^ de calcium^ quantité extrêmement petite ^ etqm pourtant était suffisante pour altérer la qualité du fér;

Il existe de la fonte obtenue de minerais exigeant une forte addition de chaux ^ dans laquelle on trouve quelques traces de calcium. Cependant ce métal terreux ne se com-* bine avec le fer que dans des circonstances peu communes;^

254- Je n'ai jamais trouvé de magnésium dans te fer ductile :j mais plusieurs espèces de fonte mVn ont présenté des traces. Au reste, les praticiens n'*auront rien à- crain-«. dre ni de ce métal terreux , ni du baryum,

DE LA. COMBWAISON Dû FER AVEC LES AUTRES METAUX.

255. Malgré le haut degré de chaleur qu^exîge le fer pour entrer en fusion , il est peu de métaux avec lesquels on ne parvienne à runîr, La loi qui règle les proportions des alliages , échappe à nos observations : rarement elle parait constante. D est assez probable que les métaux se combinent entre eux en proportions variables , selon le degré de température employé, et les composés sont ensuite mo-^ dîfîés par les circonstances du refroidissement. Au reste-, nous voulons parler principîdement de ces alliages dans lesquels Fun des métaux entre en petite quantité. Le cuivre et le plomb, Fétain et le plomb, le cuivre et Tétain, dans le métal à canon , etc^, nous offrent des alliages en proportions indéterminées et constituant des mélanges, plutôt que des composés chimiques. Dans- celui du cuivre avec peu dVtain, on voit de petits grains composés de beaucoup d'^étain et de peu de cuivre disséminés dans toute la masse«

9o6 niEMliSlE SECTION.'

256. 'Le fer^ qui s'^allie k Vor dans toutes les propor^ jtions^ n'*en affaiblit pas la ténacité d^une manière trèssensible : douze parties d^or et une de fer ont donné ui^ alliage qui ^ selon Hacbette^ était encore très-*malléable. Jj''acier et là fonte ont produit avec For un résultat semblable. DVn autre côté ^ il parait que ce métal ne comrmunique au fer aucun défisiut. D'*ailleurs son influence ne peut être un snjet d'inquiétude pour les propriétaires de forges.

Messieurs Stodart et Faradey assurent avoir allié For en proportions très-variables avec Facier^ par une simple îxnr sion ;j mais aucun de ces composés ne parut présenter quelqu'*avantage.

. sS^. On suit différens procédés pour dorer le fer: on peut^ après en avoir poli et bleui la surface^ la couvrir d'aune feuille d^or^ ou Fenduire dVbord d'*un vernis^ qu^on brûle après y avoir posé cette feuille^ ou faire précipiter sur le fer For dissous dans Feau régale (dans ce cas^ il faut ^Vbord étendre la dissolution avec Féther sulfurique)^ ou €nfin frotter le métal avec un amalgame d^or^ et chasser Je mercure par la sublimation^ c'est la dorure par lejevu

La dernière de ces méthodes exige que la surface du ier ait été couverte d^abord d''une légère pellicule de cuivre^ k Faide d'aune dissolution composée selon la recette sui- .vante ^ due à Rinman : deux onces dWide sulfurique concentré^ ou trois onces du même acide un peu moins fort^ trois quarts d^once d'*alun ^ un quart d^ojice de sel ammoniac, trois huitièmes d'once de vitriol de cuivre, Une de- .mi-once de vitriol de zinc , et cinq onces de vinaigre pur^ Je tout dissous, à une chaleur modérée, dans trois livres deux onces d'eau de ritière. Cest avec cette liqueur et avec du mercure qu'on arrose le fer, jusqu^à ce qu'il commence à se couvrir d'une couche pâle, et qu'à sa surface il s'attache «de petites gouttes du métal liquide. C'est alors seulement

rjy^il est traité par Tamalgame. Oa pent sublimer le mei^ cure par une température qui correspond à la couleur violette du recuit. La dorure au moyen des feuilles d'or réussit très^bien sur le fer couvert d'une légère couche du précipité de cuivre.

11 existe une autre espèce de dorure qu'on appelle or haché • on FeiTectue par incrustation.

258. Cinq parties iH argent peuvent se combiner, diaprés Rinman, avec une partie de fer. L'argent, sans rien perdre de sa ténacité, devient alors plus dur, et servirait , selon le même auteur , avec plus d'avantage à la confection de bou-^ des , de couteaux pour trancher les fruits , etc. Mais il ne peut être chargé d'un tiers de fer par une simple fusion. Un alliage de 5 à 6 parties d'argent et de i de fer est aussi magnétique que le fer pur. Coulomb trouva que l'argent contenant jt; de fer, pouvait agir sur l'aiguille aimantée. On prétend même que l'argent extrait du muriate d'argent, manifeste encore une l^ère action sur l'aiguille , bien que d'aprèis le calcul il ne contienne que ^ , 3^3 ^ ^ de fer. Geliert prétend que ces deux métaux s'allient très-facilement l'un à l'autre^ Morveau pense que maintenus ensemble en fusion, ils finissent par se séparer selon leur pesanteur spécifique l^ formant deux culots distincts dont l'un se compose d'argent ferrugineux , et l'autre de fer argentifère.

Selon Coulomb , l'argent ne peut retenir que 7— de fer, et le fer selon Morveau, -^ d'argent, qui lui donne une grande dureté et une fort belle texture.

Presque tous les métallurgistes pensent que l'arçent ne peut être nuisible au fer. Mais les essais d'affinage qui ont eu lieu dans la'Haute-Silésie, ont cependant présenté d'assez mauvais résultats par suite d'une addition à la loupe d:'un et demi pour cent d'argent le plus fin. Le travail au feu n'était pas plus difficile qu'a l'ordinaire, mais le fer se forgeait mal , présentait des pailles et des solutions de con-

ao8 PREMIÈRE SECTION.

tînuîté ^ les barres étaient criquées sur leurs arêtes ^ et res-' semblaient assez au fer rouverin: après le refroidissement^ elles offraient beaucoup de résistance. Sur dix barres ^ on n^a pu en recevoir que trois. Uessai d'*afilnage a été fait avec i34' de fonte et i ^98 dVrgent fin.

Le fer obtenu par cet essai ^ se dissolvait dans Feau régale sans laisser de résidu. Etendue de beaucoup dVau^ la liqueur donna par le gaz hydrogène sulfuré ^ un précipité incolore dont le résidu laissé après la calcina tion^ fut dissous à la chaleur de Tébullition dans Tacide nitrique ^ et traité par le sel marin. Cest par ce moyen seulement qu^on a pu déterminer la petite quantité d^argent contenue dans le fer. On y trouva 0^0 34 p. Vo- L^argent agit donc sur le fer dVne manière presque aussi nuisible que le soufre.

269. Il est certain^ vu les expériences de Binman^ que Targent peut se charger de 20 p. "/, de fer^ mais il n est pas encore prouvé que le fer puisse former des alliages homogènes avec des quantités d'argent très-petites^ et il n^ a point de doute ^ d''après ce qui précède^ que ces alliages ne fussent de mauvaise qualité.

MM. Stodart et Faraday ont trouvé que Facier s^alliait très-difficilement à Fargent par une simple fusion effectuée dans un creuset. Si les deux métaux sont tenys long-temps en bâin^ on obtient un composé qui^ à Fétat liquide^ semble parfaitement homogène. Dès que le métal se solidifie ^ on voit renaître des grains d^argent pur sur la surface du ré-» gule ^ et dans Fintérieur ^ il s'^y trouve en filets minces qui paraissent comme soudés avec Facier. L^alliage semble donc imparfait. Le couvercle du creuset est tapissé de petits globules dVrgent semblables à une rosée. On essaya dVbord 'Falliage quon avait fait avec une partie d'*argent et 160 parties dreier. Pendant le forgeage il se sépara de nouveaux^ globules^ les barres s''oxidèrent promptement à Fair^ la proportion d'^argent trouvée n^était que de i sur 200 ^ et

PROPRIÉTÉS DÛ FËR. iog

tjependant la masse parût composée de filets ^ cle ramifica-« lions et de petits globules d''ai*gent» Ces accidens moind siensibles dans Falliage de î à 3oo^ le furent encore dans celui de I à 4oö d^acier. Maïs lorsque la proportion ne fat plud que I à 5oo^ on obtint un régule parfaitement homogène^ qu'ion pouvait forger sans difScûlté et dont les barres examinées avec une forte loupe ^ ne montrèrent plus une trace de globules ni de filets. C'est par une suite de tàtonnemens qu^on est parvenu à ce résulsat. Cet alliage de -^ ou de 0,2 p. y, d'argent est ^ d'après MM. Stodart et Faraday* plus dur que le meilleur acier fondu ^ il Test même plus que le wootz^ ne se criqüant pas sur les arrêtes, ni par le forgeage ni par la trempe.

260. Après avoir poli le fer, Ott peut Fargenter avec des feuilles d'argent , qu'on brase à sa surface au moyen d'une soudure composée de quatre parties d'argent fin et de deux ou trois de cuivre jaune. On fait usage d'une soudure d^étain, si les objets sont étamés et que les aciers ne puissent apporter le degré de chaleur requis pour la soudure ordinaire, sans perdre une partie de leur dureté.

On peut argenter aussi avec les amalgames, en couvrant d'abord la surface du fer d'une couche de cuivre précipité , comme pour la dorure. L''argenture devient très^solide, si au lieu d^employer l'amalgame, on opère à froid, en frottant avec delà poudre à argenter, le fer couvert de cette couche de cuivre, jusqu'à ce qu'il n'existe plus une trace de couleur rouge : on obtient cette poudre en mêlant une partie d'argent précipité d'une dissolution, à l'aide du cuivre, avec qu:»tre de tartre et quatre de sel marin.

261. Le fer ne s'allie au mercure- que dans des cîrcons— tancfes très-particulières. On peut obtenir un pareil alliage, d'après M. Aikin , en décomposant Thydro-chlorate de fer par le fr )tf e rent avec un amalgame de zinc.

262. On n'a pas encore fait d'essais pour allier le platine TOM. I. 27

a IG PREMIÈRE SECTION.

au fer^ vu le haut degré d''infusibllité de ces deux métaux«

I^a combinaison de Facier a\ec le platine a été effectuée par

MM. Stodart et Faraday. Le mélange entrait en fusion à ua degré de chaleur au-dessous de celui qui est nécessaire pour

fondre Facier. Quelles que soient les proportions employées^ Talliage devient homogène^ si la fusion a été complète. Lorsque les deux métaux ^ sont pris en quantités égales^ le composé est susceptible de recevoir un superbe poli^ et peut servir à la confection des miroirs métalliques: sa pesanteur spécifique est de 9^862. Avec 90 parties de platine et 20 d'acier, on obtient un alliage homogène dont la pesanteur spécifique est de iS^SS;; avec 10 parties de platine et 80 parties d'^acier on obtient un composé qui prend un beau poli, mais qui ne peut servir à la confection de miroirs, parce qu'il est damassé. Les proportions de platine les plus convenables pour Facier qui doit servir à la fabrication d'objets trancha ns , paraissent comprises entre i et 3 p. y,. Tous CCS alliages ne sont guère sujets à se rouiller, ce qui les distingue de la manière la plus avantageuse. Celui qu on obtient avec une partie de platine et 99 parties d'acier^ parait être moins dur que Facier employé ^ mais il possède une plus grande ténacité.

263. Le cuwre peut se combiner avec une petite quantité de fer et vice versa. Il ne diminue guère la vertu magnétique du fer, puisque de très - faibles doses de celui -- ci contenues dans le cuivre, se font encore sentir sur Fa'guille aimantée. Le maximum de cuivre qui pemt s'allier au fer^ et l'influence qu'il exerce sur les propriétés de ce dernier, sont encore un sujet de contestation. Il est bien reconnu cependant que le cuivre augmente la ténacité et la dureté de la fonte. Rinman voudrait par cette raison qu'on l'ai— liât au fer cru , pour la confection des ancres, des pilons^ des enclumes, des cylindres, etc., etc.

Rinman , dans un endroit de son ouvrage , prétend que

le fer ductile devient rouvérin par la présence du cuivre^ ailleurs il le nie. Levavasseur a découvert du cuivre dans un fer rouvérin. Hassenfratz a trouvé par une combinaison directe ^ que Talliage de ces deux métaux est. rouvérin et cassant à froid :j mais il n'^en fixe point les proportions. La plupart des hommes qui pratiquent Fart des forges^ croient fermement que le cuivre rend le fer rouvérin ^ qu un petit morceau de ce métal ^ détaché de la tuyère par la négligence des af&neurs ^ peut détériorer une loupe entière.

264. Dans les forges de la Silésie^ j^ai fait des essais dVffinage^ en ajoutant d^abord à la fonte un demi p. y, de cui^ Yre.La flanune présenta une couleur verte ^ pendant toute la durée de Fopération ^ la loupe fut très-belle^ le fer s'*étira^ sans recevoir de criques^ et soutint parfaitement lés épreuves^ enfin le cidvre ne parut influer sur sa ténacité ni à froid ni à chaud.

On recommença cet essai avec i p. 71 de enivre ^ on eut de la peine à cingler la loupe ^ elle fut portée 4 ^ ^ fois au feu et parut cependant mal soudée. Une barre chauffée au rouge et plongée dans leau.) laissa dégager une flamme colorée en bleu ^ parmi 8 barres ^ 6 résistèrent aux épreuves : les deux autres se brisèrent aux endroits criques.

L'^analyse indiqua 0^286 p. "/, de cuivre dans ce dernier fer. Nous pouvons conclure de ces faits que le cuivre ne produit pas des effets aussi désavantageux qu^on le peose en général. Cependant il diminue la ténacité du fer plus que ne le fait le phospaore et nuit surtout à la soudabilité.

Un objet digne de remarque^ c'est que le fer cuivreux^ toutes choses égales d ailleurs^ demande 6 fois plus de temps pour se dissoudre dans Taçide sulfurique et Teau régale que aen exigerait le fer ordinaire.

265. MM. Stodart et Faraday ont allié Facier à 2 p, 7, de cuivre ^ mais le métal obtenu ne semblait présenter aucun avantage. Bien qu'on ait vanté quelquefois Facier cui-

nia PREMIÈRE SECTION-

vreux^ il parait qu^il est inférieur à Facîer pur, quand Gd dernier est de bonne qualité.

M. Vazie recommande Talliage de la fonte avec i p. y^ de laiton pour des objets qui, soumis à Faction d^une eau corrosive, sont exposés à se détériorer par la rouille. Cet alliage est plus dur que la fonte. On peut donc remployer aussi pour des cylindres de machine à vapeur et, en général, pour des parties de machine exposées à un frottement considérable. Des expériences , faites sur cet objet à Gleiwitz, en Silésie, ont donné de bons résultats.

1166. Bien qu''on ait de la peine à former des alliages de cuivre et de fer, il existe pourtant beaucoup d'^ai&nité entre ces deux métaux , puisqu'*on emploie Tun pour braser ou joindre ensemble deux morceaux de Fautre. Le cuivre est quelquefois remplacé dans cet emploi par le laiton, qui est doué d^une plus grande fusibilité.

On a vainement essayé de donner au fer une enveloppe de cuivre coulé , ou de le couvrir d^une couche de ce métal par la voie humide, en se servant du vitriol de cuivre. Le plaquage et les incrustations ont eu plus de succès ^ ces opérations se réduisent au reste à liquéfier, au moyen du bo-* Tax , le cuivre qui doit remplir les ciselures pratiquées dans le fer.

267. Le plomb y diaprés Rinman , peut se combiner avec une très-petite quantité de fer , et acquérir alors une plus grande dureté ; mais ce métallurgiste ne parvint à faire ni cette combinaison ni la combinaison inverse, au moyen d^une simple fusion : il n'*y réussit quVn provoquant une action plus intime des molécules , soit en faisant servir le fer à la réduction du plomb , soit en mélapt les oxides et en les réduisant tous les deux avec de la poussière de char* bon.

Guyton Morveau a obtenu depuis deux culots distincts, en fondant le fer avec le plomb : Fun composé de plomb

PROPRIÉTÉS DU FER. 2l3

et cTun peu- de fer, Tautre de fer et dW peu de plomb ^ ce chimiste nVa donne pas les proportions.

Les minerais de fer contiennent souvent du plomb : il est donc important de bien connaître les propriétés de Talliage de ces métaux. Traités dans les hauts fourneaux, ces mi-i nérais donnent du plomb réduit qui, à la fin de la coulée, sort du creuset avec le fer cru. Après la mise hors, on le trouve sous la pierre de fond, soit en nature, soit oxidé , et même transformé en très«-beau minium, soit enfin à Tétat de silicates cristallisés.

Dans mes propres expériences, je n''ai jamais réussi à combiner ces deux métaux par une simple fusion \ le fer ductile sans charbon ne fondait point ^ avec une addition de ce combustible en poussière , je n'^obtenais comme avec le fer cru , que du plomb et de la fonte blanche , qui n'*en; contenait pas une trace. La litharge réduite avec du fer cru en excès , mV donné le même résultat , plus une certaine quantité de scories composées de Fun et de Tautre métal. En substituant le fer ductile au fer cru , j^ai obtenu avec la litharge un alliage par une très-haute température : le culot parfaitement bien fondu, était enveloppé de tous côtés par le plomb ^ les scories étaient noires et contenaient une partie des deux métaux. Voici le terme moyen des résultats de cinq essais diiTérens que jVi faits avec loo parties de fer ductile et 3oo de litharge :

Culot de plomb, 289 parties, au lieu de 278,55:; par conséquent 39,55 parties de plomb ont été vitrifiées;;

Culot de fer, 22,5^ il s'^ensuit que 77, 5 parties de fer à Tétat de protoxide , combinées, avec 22,8 d'^oxigène, sont entrées en vitrification. Mais les 289 parties de plomb ne pouvaient fournir que 17,1 d'oxigène, à raison de 7,1 5 pour cent ^ le resté provenait donc de Taîr renferme dans le vase, ou de celui qui s'y serait introduit pendant To— pération : il est possible même que la matière du creuset en ait cédé une certaine quantité.

Le culot de fer n^avait point les propriété^ clu fer duo* tile ordinaire : sa texture était lamelleuse^ on pouvait le forger légèrement^ mais bientôt il montrait de fortes crevasses^ il était aigre ^ ne possédait aucune dureté^ se dissolvait sans donner le moindre résidu dans Facide nitrique^ et ne contenait par conséquent point de carbone. Saturée par Fammoniaque caustique et traitée ensuite par le sulfate de potasse ^ la dissolution donna 2^8 pour cent de sulfate de plomb contenant 2^,06 de métal ^ de sorte que ce régule ^ qui avait quelque ressemblance avec la fonte ^ était composé de 97<)94 d^ ^^^ ^^ ^ ^^o^ de plomb.

Le culot de plomb obtenu par la réduction de la litharge^ a été dissous à chaud dans Tacide nitrique et traité pat le sulfate de potasse. Après avoir neutralisé la dissolution^ on s''est débarrassé du sulfate de plomb au moyen de Févapo* ration :j la liqueur ayant été ensuite saturée ^ neutralisée et traitée par le benzoate de soude ^ n''a laissé apercevoir aucune trace de fer.

Il résulterait donc de ces expériences que^ par une simple fusion ^ le plomb et le fer ne peuvent s^'allier entre eux^ que la fonte ou le fer carburé en réduisant la lithai^e^ ne donnent lieu à aucun alliage^ mais que le fer pur placé dans les nnèmes circonstances^ peut retenir jusqu^à 2^06 de plomb^ ce qui le rend plus aigre et plus fiisible sans le durcir. Enfin que le plomb ^ dans Fun ni dans Fautre cas ^ ne peut s'^unir à une petite quantité de fer^ résultats qui sont opposés à ceux de Rinman et à ceux de Guyton-Morveau.

n parait même que le plomb obtenu par la réduction des scories ^ ne doit pas sa dureté ou son aigreur à un contenu de fer^ ainsi qu^on le pensait généralement.

268. Le fer n'^acquiert donc aucun vice par la présence du plomb dans les minerais, si toutefois on les traite dans les hauts fourneaux pour en obtenir de la fonte, puisque le plomb et le fer cru ne peuvent se combiner ensemble.

PROPRIÉTÉS Dû FER. aftS

En décomposant des fers crus^ qui provenaient de minerais plombiferes^ Tanalyse ne mV jamais montré la plus légère trace de plomb. Cependant ^ il est possible quVne trèsfaible dose échappe aux opérations du chimiste ^ d^un autre côté^ comme cet alliage existe pour le fer pur^ on ne peut qu'^applaudir aux efforts des métallurgistes qui^ à ce sujet ^ firent des expériences synthétiques.

Hassenfratz a fait des essais sur le plomb ^ le cuivre et d^autres métaux^ mis dans de petits canons de fer^ qu'ail a soumis ensuite à la chaleur blanche : c^était un moyen de cémenter le fer en quelque sorte par la vapeur des métaux étrangers. Mais quelque intéressantes que soient ces expériences ^ elles perdent de leur prix , parce que cet auteur ne donne aucun renseignement sur les proportions des al-» liages obtenus^ il n'^indique ni le poids du plomb employé^ ni le poids du canon avant et après Topération. Ce sont cependant ces proportions qull est nécessaire de connaître ^ car il est possible que le fer ne soit détérioré que par une forte dose de certains métaux étrangei^ , et que le sidérur-^ giste praticien n^ait alors rien à craindre de leur influence. Traité de cette manière avec le plomb^ Iß fer se forgeait difficilement ^ il était rouverin et cassant à froid.

Dans les essais d^afHnage que j Vi faits en Silésie ^ on a ajouté à la fonte pour le premier essai r p. */, de plomb ^ et pour le deuxième i p % de litharge. Le fer obtenu n'avait aucun défaut ^ mais Fanalyse nV pas présenté une trace de plomb ^ et Thydrogène sulfuré laurait fait découvrir facilement. Ces expériences répétées une troisième fois avec 2 p. y^ de litharge , ont offert les mêmes résultats ^.

26g. En fondant le fer avec fétain^ à une dose quelcon-

* Dans les expériences de Hassenfratz , on forait , pour ainsi dire , les métaux de se mêler dans des proportions autres que celles qu^ils auraient choisies , si, àPétat liquide, ils s^étaient trouvés abandonnés à Faction de leurs molécules. Le T.

ilQ PREMIÈRE SECTION.

que^ on obtient tonjonrs deux alliages distincts dans àes proportions constantes^ Tun se compose de vingt-une parties d^étain et d^une de fer, Fautre de deux de fer et d^une d^étain. Le premier est malléable et plus dur que rétain ^ sans être'. aussi brillant, Tautre est très^peu malléable et trop dur pour être rogné avec le couteau«

La fonte contenant de Tétain a une texture aussi fine que Tacier^ très -sonore, elle peut recevoir un très*beau poli , possède une grande dureté sans se fendre aussi facile— ment par les secousses et sans se rouiller aussi vite que la fonte ordinaire. Rinman propose de remployer pour plusieurs objets d'*ornement, pour des miroirs métalliques 9t pour des cloches sur-tout ^ parce qu^elle possède une grande filsibilité.

Hassenfratz a combiné Tétain avec le fer ductile par le procédé cité au paragraphe précédent^ il a trouvé que le fer imprégné d^étain ne peut se forger et qu''il tombe en pièces sous le marteau. Une feuille de fer^^blanc placée entre deux feuilles de tôle a produit le même effet.

Nous avons fait à ce sujet des essais d^affînage dans les forges de la Silésie : il en est résulté qu''un pour cent d etain ajouté à la fonte, rend le fer extrêmement fragile à froid ^ mais il n^'est point rou vérin et il se laisse; très-bien forger à chaud, en donnant continuellement des vapeurs blanches qui se condensent sur Tenclume et le marteau. L^analyse n^a montré que 0,19 p. °/, d^étain dans ce fer dont la résistance était considérablement diminuée. Une même quantité de phosphore ne produirait point dVffet sensible sur la qualité du fer. Il faut donc se défier de Tétain : on le rencontre souvent en affinant la ferraille.

MM. Stodart et Faraday font observer que les alliages d^étain et d^acier ne présentent rien de remarquable.

2-yO. L^étain manifeste déjà son affinité pour le fer à la température de la fusion ^ il s^attache alors à la surface de ce

PROPRIÉTÉS Dû FER* 217

métal et fournit ainsi un excellent moyen de la protéger contre la rouille ^ cVst ce qu'ion appelle étamage ou mise au tain» On étame aussi le fer cni^ mais la fonte blanche ne ' peut être employée pour la confection des ustensiles^ à cause de sa fragilité^ et la fonte grise étant trop poreuse^ donne toujours un étamage imparfait^. On est obligé de polir sur le tour la surfaeiß des objets en fonte qu^on yeut étamer^ afin de couvrir^ ou plutôt d^empàter dé fer^ les petites feuilles de graphite qui ne se combineraient pas avec Fétain. La fonte tournée parait entièrement homo— gène^ comme il en arrive du métal à canons^ bien qu^ la cassure il présente aussi Taspect d^un mélange.

La mise au tain de la tôle constitue une branche impoiw tante de la sidérurgie ;j elle aura sa place dans le cours de €xt ouvrage. La théorie de cette opération est très-simple : elle consiste à combiner le fer avec Tétain par une tempé*rature convenable. La difficulté consiste à donner à la surface étamée Téclat le plus brillant. On peut aussi moirer le fer-blanc^ ou lui communiquer un aspect cristallin^ cet art, qui date de 18 1 5 ^ fut découvert par M. Alard.

271. Le fer trempé dans le zinc liquide^ se couvre d^unô couche de ce métal ^ cependant on n^a pu encore les allier^ soit par la fusion ^ soit par la réduction simultanée de leurs minerais. Le zinc^ d'^après Rinman^ doit ramollir le fer et le rendre aigre ^ mais cet auteur pense qu une combinaison véritable entré ces deux métaux est encore douteuse. Plus tard^ Gmelin a fait aussi des essais infructueux pour les allier par la fusion.

Le fer pur ne peut réduire les oxides de zinc ^ et si Ton emploie la fonte ^ on obtient du fer demi-affiné. Le zinc réduit s''échappe en vapeurs^ et la majeure partie de son

— IllIMl. ■ II. ■■.11. «Il» Plllll l.l. . ■ I • I . I II I I I II ■■

* En Angleterre j^ai vu ëumer des cargaisons entières d'^objets culinaire» quVn envoyait en ItaliCf etc. Voy. ma note ajoutée au parag. x 53. Le T. TOM. I. 28

m 8 PREMIÈRE SECTION.

oxide s'unit à celui du fer et forme des scories noires bleua-' très. M. HoUunder a fait aussi tout récemment des essais sur la combinaison du fer avec le zinc.

2^2. On traite^ dans plusieurs usines ^ des minerais de fer contenant du zinc : il est donc intéressant pour le sidé-» rurgiste de connaître et la possibilité d^une semblable combinaison et la nature de ^es résultats. Les vapeurs qui s''échappent des hauts fourneaux ^ sont une preuve incontestable que la majeure partie du zinc est chassée à Fétat d^oxide. Une grande partie de cet oxide mêlée avec du zinc réduit^ se condense dans les régions supérieures de la cuve^ si les minerais contiennent du plomb ^ on trouve de petits . globules de ce métal renlermés dans le dépôt^ qu'ion appelle cadmie ou tuthle.

Quand la cadmie commence à engorger la cheminée ^ on la détache^ et on en extrait le zinc qu'elle donne en grande quantité, ^expérience a prouvé depuis long-temps^ que des fragmens de cette matière tombés dans le fourneau ^ nuisent à la qualité de la fonte ^ mais cet effet n^est dû qu'au refroidissement produit par la sublimation du zinc. D'un autre c6té^ on ne peut douter que le zinc ne s''allie à une petite quantité de fer^ on n'en trouve presque jamais qui soit entièrement purgé de ce dernier métal ^ lors même qu'on le retire de la calamine traitée dans des vaisseaux distilla toi res ^ la présence du fer le rend plus dur et plus aigre. Liquéfié dans des chaudières de fonte^ à une forte chaleur^ et refroidi lentement, il absorbe quelquefois 2 ou 3. pour cent de fer qui lui donnent une si grande dureté , qu'on peut le réduire en poudre.

2^3, Pour avoir une idée plus juste de l'influence du zinc sur le fer, j'ai fait des essais en grand, à la forge dite Kœnigshütte, dans un des hauts fourneaux allantau coke. On y a fondu 32 milliers de calamine, contenant i6 pour cent de zinc et 3 1 de fer, trop pauvre par conséquent pour pouvoir

^tre traité pour zinc: je nVî ajouté à cette espèce de i^ainé-»rai de fer^ ni fondant ni aucun assortiment. Les vapeurs sortaient du fourùéau par torrens ^ une flamme verte bleuâtre s'élevait à douze ou quinze pieds au-dessus du gueulard ^ la bouche de la tuyère était continuellement couverte d^une Youte de matières durcies : mais en diminuant les charges ^ on a élevé la chaleur au point que les laitiers dVne couleur bleu foncé ^ étaient souvent pierreux dans leur cassure.

La flamme de la tuyère ne semblait que légèrement modifiée par la combustion du zinc ^ le fer cru sortait du creuset avec beaucoup de vivacité et présentait d^abord Taspect de la meilleure fonte grise ^ mais il était très-rouge et se refroidissait si promptement qu-îl pouvait à peine couler dans les rigoles. Après le refroidissement ^ sa surface supérieure se trouvait couverte d^une croûte assez épaisse^ signe d^une forte oxidation : d^un autre coté , des dépressions^ des excavations considérables^ annonçaient le haut degré de chaleur dont il avait été pénétré. Sa cassure était gre— nu.e^ brillante^ et ressemblait à celle de la fonte grise ^ pris en masse ^ il était doux ^ susceptible de recevoir Fimpression du? marteau^ sans, offrir cependant une grande résistance^ réduit en pièces ^ on le divisait facilement en petits morceaux^ preuve de là faible cohérence qui régnait entre les grains :j il ne répandait en coulant ni flamme ni odeur.

L!!allure du fourneau ne fut point dérangée d^abord par la présence ^u zinc ^ mais deux jours après que les essais furent terminés, on vit sortir du gueulard et de Tavantcreuset une grande quantité dé vapeurs ^ et la flamme , particulièrement à,la tympe, reprit Téclat de celle du zinc en combustion. Bientôt^ et sans quele chargementßlt changé^ le fourneau se trouva considérablement refroidi , la fönte devint blanche et matte, les laitiers noirs et poreux^ là bouche de la tuyère se couvrit d^un nez, et des matières^

aao PREMIÈEE SECTION.

durcies se firent sentir dans Fouvrage. Cet état ^ qui dura cinq jours entiers ^ mit le fourneau en danger.

La fonte obtenue par les essais^ fut affinée dans les forges de Creutzbourg. Elle se fondit, en conservant presque toute sa nature de fonte ^ des scories rouges et très -liquides se formèrent en grande quantité * ^ la flamme qui s^élevaît du foyer était blanche, éclatante, et devenait quelquefois bleuâtre ou jaunâtre : après la fusion , on eut soin de laisser congeler les scories sur le bain. On vit alors de petits jets de flamme bleu jaunâtre , traverser la croûte de matières avec un léger bruissement. Le changement de la fonte en fer ductile fat extrêmement rapide ^ on ne put soulever la masse qu''une seule fois. Les scories douces se trouvaient •être peu abondantes:^ Iç fer contenu dans le creuset était sec^ il fallait y jeter une grande quantité de battitures, ce qui est directement opposé à Ja manière dont la fonte obtenue au coke se comporte ordinairement dans les foyers d^affinerie. L^opération par attachement ** réussit parfaite^

* Ces scories , dont les propriétés seront développées plus tard , se for^ ment toujours pendant la première période de Paf&nage , lorsque le métal est encore à Télat de fer cru : il est bien eteentiel de ne pas les confondre avec ime autre espèce de scories qu^on obtient vers la fin de cette opéra-^ tion , lorsque la fonte commence à se convertir en fer ductile. Celles-ci •ont employées avec avantage dans les feux d^aifinerie \ elles hâtent le changement qu^on veut opérer, et augmentent les produits. Celles-là sont extrêmement liquides , vitrifiées et imprégnées de la plus grande partie des matières étrangères contenues dans le fer cru \ elles lui conservent sa cru« dite , lorsqu*on ne les lait pas écouler : nous les appellerons quelquefois , par analogie avec le mol fer cru , scories crues , et nous donnerons aux autres le nom de scories douces, parce qu^elles adoucissent le 1er, qu^elles le font passer de Pétat de fonie ou d^acier, à Tétat de fer doux. Nos auteurs, sans établir une distinction biep marquée entre ces deux espèces de scories , ont quelquefois appelé les premières Imtiers ou scories paui^res ; mais il existe , ainsi qu^on le verra par la suite , des scories crues très-iiches et qui 4e sont même assez pour être traitées comme minerais de fer. Le T.

** Cest une manière particulière d^achever Taffînage à Tallemande.

Le T.

PROPRIÉTÉS DU FERt Ü2J

ment i) la loupe était molle : on aurait pu la couper avec le marteau ^ si le fer n^avaît été en même temps extrêmement tenace : du reste ^ il ne paraissait ni rouverin ni cassant à froid.

On trouva dans la fonte une très -petite dose de zinc^ mais le fer ductile nVn présenta pas une trace. Il est vrai cjue Ton ne connaît pas encore de moyen certain pour déterminer de très*petites quantités de zinc alliées au fer.

274* Ce qui précède doit suffire pour dissiper toute es^ pèce de crainte sur la présence du zinc dans les minerais ^ cependant^ pour ne laisser aucun doute ^ je fis exécuter aussi des essais d^afBnage^ en ajoutant au fer cru une certaine quantité de zinc ^ soit à Tétat métallique ^ soit à Fétat d'oxide : le fer obtenu était dVxcellente qualité ^ mais Tanalyse n'^a pu y découvrir une trace de zinc.

Rinman pense aussi que le zinc ne doit inspirer aucune crainte. Hassenfratz ^ dans ses essais ^a obtenu des résultats un peu difFérens : le fer s'est laissé bien forger, mais il était un peu rouverin et cassant à froid *. Quoi qu il en soit , je ne puis , d'^après mes propres expériences , attribuer au zinc une action nuisible sur le fer. Le dérangement du fourneau (2^3) n^est , à mes yeux , qu'Hun effet de la grande évapora— tiçn et du refroidissement qu'elle a dû produire.

2^5. Le zinc n'a pas été employé jusqu'à présent pour rétamage du fer ^ soit parce que Tétain est moins attaqué par Faction de Fair humide et des acides :j soit parce qu'on ne connaît point de moyen praticable de couvrir le bain et d'empêcher Foxi dation de la feuille, en la retirant de la chaudière : ce métal exige une forte chaleur rouge pour devenir parfaitement liquide, et les matières grasses employées

* On ne doit pas être surpris que Hassenfratz soit parvenu à des r^ultats opposes à ceux de M. Karsten. Voyez pour cette citation et celles qui suivent la note que nous avons ajoutée au paragrapke 2684 Le T.

aaa PREMIÈRE SECTION.

dans rétamage ordinaire ^ se volatilisent à ce degré de température.

2^6. Brand, Henkel et Geliert, prétendent avoir obtenu une combinaison de 2 à 3 parties de bismuth avec une de fer^ mais Beaumé en conteste la possibilité : lUnman ne parvint pas à produire ce composé^ le bismuth et le fer qu''il fondait ensemble paraissaient d^abcurd entièrement mélangés et se séparaient ensuite*

Quoique j''ignore s'^il existe des forges où Ton traite des minerais renfermant du bismuth, il m^a paru intéressant de connaître son action sur le fer. Tai donc fait des essais d^afTinage avec addition d^un pour cent de bismuth. Dès que la fonte entra en fusion , il s^éleva une flamme et une fumée colorées en bleu verdàtre , qui continuèrent pen-" dant une demi-heure. Il fallait soulever la masse plus sou-^ vent que de coutume^ mais la loupe' devint à la fin trèsbonne et les barres soutinrent les épreuves. Le bismuth nV donc produit d^autre effet défavorable que de retarder Topération de Taffinage. On trouva dans le fer 0,08 1 p. % de ce métal , ou 8 1 parties sur 1 00 000.

Diaprés les expériences d'Hassenfratz , le fer allié au bismuth s^ laisserait forger assez bien :; cependant, il serait un peu rouverin et très-cassant à froid après la trempe.

2^7. Le fer parait s^unir à V antimoine ^ dans toutes les proportions^ il en devient plus dur, plus aigre, plus fusi-» ble, et se rapproche de la fonte. L^antimoine, à son tour, devient , en s^alliant au fer, plus dur et plus réfractaire. Xai fait effectuer des essais dans les forges de Creutzbourg (Haute- Silésie)^ j^ai ajouté à la fonte, après qu''elle fut liquéfiée , un pour cent d'antimoine. Malgré sa volatilité , il a eu sur le fer une influence plus funeste encore que Fétain. La loupe dégageait aussi des vapeurs blanches ^ le fer devenait très-cassant à chaud et à froid. Ces résultats sont conformes à ceux d^Hassenfratz. En analysant ce fer, on y a trouvé 0,28 p. y^ dVntimoine.

Tai reçu cl'*une usîne ^ il y a quelque temps ^ plusieurs échantillons d^un fer très-cassant à froid. On attribua sa mauvaise qualité à rarsenic:; mais Fanalyse n''y découvrit^ outre une trace de soufre et o^38 p. 7l de phosphore , que o^i i4 d''antimoine. Ce n''est qu'^à cette petite quantité d''antimoine qu^on pouvait attribuer la fragilité de ce fer. Il est heureux que les minerais antimonifères soient très - rares ^ parce qu^on ne connaît encore aucun moyen de remédier à leurs défauts.

2^8. U arsenic y qui paraît aussi s'^unir au fer dans diverses proportions, en augmente la dureté, Taigreur et la fusibilité. Il est faux de dire qu'aune petite dose suffise pour neutraliser les propriétés magnétiques du fer:; cet effet ne peut avoir lieu que pour les alliages où il entre au moins parties égales de ces deux métaux. Très-peu d^arse- . nie , selon les expériences de Bergman , ne peut rendre le fer ni rouverin ni cassant à froid. Le grillage ne suffit pas pour le chasser entièrement^ on s''en débarrasse en fondant Falliage à plusieurs reprises avec de la poussière de charbon«

Rinman soutient que la plus faible quantité d'arsenic rend le fer cassant à froid, mais cette opinion est pour le moins exagérée. D'après les essais d'Hassenfratz , Talliage se forgeait bien , mais il ne se laissait pas souder ^ il répandait une odeur d'ail pendant le martelage, et paraissait en général plutôt rouverin que cassant à froid. Selon mes expériences, un peu d'arsenic ajouté à la loupe, retarde l'affinage de la masse à tel point qu'il faut deux ou trois fois plus de temps pour l'effectuer : il se produit une grande quantité de scories corrosives et avides de fer, qui occasionnent un déchet considérable, et qui pourraient même, si lès essais étaient continués avec des doses d'arsenic plus fortes, faire entrer toute la masse en vitrification. Le fer s'était aigri, et soutenait les épreuves moins bien qu'à l'ordinaire ^ mais il se forgeait sans criques et sans pailles. On

Ta dissous par Teau régale^ à la chaleur de rébullitiou. Le précipité obtenu au moyeu du gaz hydrogène sulfuré^ ne contenait pas une trace d^arsenic. Si le fer s''est donc chargé d''une légère dose de ce métal ^ elle était si petite que Fanalyse ne pouvait la découvrir. Remarquons encore que la dissolution n'^avance qu^avec une lenteur extraordinaire^ ce qui indiquerait pourtant un changement dans les propriétés du fer. M. Lampadius fait observer qu^aux forges de Breitenhof en Saxe^ on voulut fondre un oxide rouge très-riche^ mais qu'ail a donné du fer si rouverin qu'ail était intraitable^ et qu on trouva dans la fonte 3^5 p. "/„ d'*arsenic. Diaprés M. Garney^le§ minerais d''ütoe ne produisaient un fer si cassant à froid ^ que parce quils sont souillés de cobalt et d'arsenic.

279. La combinaison du fer avec Farsenic que j ai essayé de faire ^ aurait peut -être donné des résultats plus défavorables ^ si elle avait eu lieu dans le haut fourneau. Je manque d'expérience à ce sujet. Mais j'ai fait fondre 96 parties d'acier de cémentation avec 5 parties d'un alliage d'arsenic et de fer^ contenant 3a parties du premier et 68 du second. L'^arsenic accéléra la fusion de l'acier. Le régule obtenu se composait justement de 100 parties. Il est possible qu'une très-petite quantité de carbone absorbée ait compensé la dose d'arsenic qui s'est volatilisée^ cependant on peut admettre que l'alliage contenait 1^6 p. "/, d'arsenic. Il était parfaitement homogène, très-mou, peu sensible à la trempe, semblable au fer mal aillné^^'une couleur grise plombée et presque dépourvu de ténacité.

Soixante -quinze parties de fer forgé et aS parties du même alliage d'arsenic, ont été fondues très-rapidement dans un creuset de graphite, et donnèrent un alliage mou, fusible, d'une couleur gris foncé, ne possédant plus de malléabilité, et contenant 8 p. */, d'arsenic. Il n'est donc pas invraisemblable que l'arsenic, même en petite quantité,

iôflue dVne manière très-désavantageuse sur la qualité du fer.

280. Le nickel^ d'après Bergman^ sWit au fer dans toutes les proportions et donne un alliage doux et tenace. Les autres propriétés du nickel ajoutent beaucoup de poids à cette opinion^ il ne peut inspirer aucune crainte aux maîtres de forges. La rareté de ce métal ^ lorsqu'il est pur, m empêcha de l'employer dans les essais d'affinage.

Hassenfratz annonce que Ijb fer traité avec du kupfernikel n'est pa$ doué de soudabilité^ que trèsnlifficile à foirer, il est même un peu cassant à froid; mais on ne peut tirer aucune conséquence de cet essai; l'auteur ne s'est point servi du nickel pur^ et le kupfernikel contenait probablement de l'arsenic et du soufre.

- 281. MM. Stodart et Faraday ont allié le fer et Facier avec le nickel pur. Le fer ductile se liquéfia parfaitement avec 10 p. y^ de nickel; mais il perdit de sa soudabilité. Sa surface^ qui présentait une nuance jaunâtre, était moins disposée à se couvrir de rouille. La même quantité de nickel alliée avec l'acier, augmenta au contraire sa disposition a se rouiller et donna un composé susceptible d'être damassé» Oa observa pour les proportions de nickel employé , celles qui se trouvent dans le fer météorique. Le métal obtenu fut jugé d'une excellente qualité.

& parait que ces différens alliages ne constituent pas de véritables combinaisons chimiques. C'est pour cette raison que leurs propriétés ne ressemblent point à celles des alliages obtenus par d'autres procédés. Il serait possible qu'un métal allié au fer détériorât ce dernier complètement^ tandis qu'à l'état de mélange, il accrut la ténacité de l'acier^ L'aluminium, l'argent, peut -être aussi le cuivre, se conduisent sous ce rapport comme le nickel; ils améliorent Varier et ils nuisent à la qualité du fer ductile.

aSa, Le cobßhpSUoxx les expériences de Brand et de TOM. I. 29

Bergman^ sVlIîe au fer dans toutes les proportions^ partîculîèrement lorsque le premier de ces métaux est la partie dominante : Talliage ^ ditK)n ^ possède la ductilité du fer« Il en résulterait au moins ^ qu''en petite dose^ le cobalt ne serait pas nuisible. N''ayant pu me procurer une quantité suffisante de ce métal ^ daiis toute sa pureté^ il mV été impossible d^en essayer les effets aux foyers d^affinerie.

Hassenfratz confirme en quelque façon les résultats des anciens métallurgistes ^ dans ses expériences , le fer traité avec le cobalt, se laissait forger et souder, quoiquHl fut un peu brisant à chaud ^ mais il n^était point cassant à froid. Gamey pense au contraire que le cobalt rend le fer cassant à froid.

283. Nous nVvons aucune donnée sur les alliages du (et avec Yurane^ le molybdène^ le tellure^ le tantale^ le ce-» rium et le cadmium.

284. Le titane se trouve fréquemment dans le nord^ et sur-tout dans la Norwège ^ il rend les minerais de fer tellement réfractaires , qu^au fourneau d^Arendahl , qui va au charbon de bois , et dont la hauteur est de 35 pieds ^ on ne peut quelquefois les mettre en fusion ^ on rejeté ceux qui le contiennent en quantité sensible. Loin de nuire à la qualité des produits, il augmente à la fois leur ténacité et leur dureté. Hassenfratz a remplacé le titane par le schœrl rouge , qui , diaprés Klaproth , en est un oxide ^ il a trouvé que le fer traité par cette substance , se laissait très-bien foirer sans être ni rouverin ni cassant à froid.

' 285. Le titane exige, pour se réduire et pour entrer en fusion, une température plus élevée que celle qui est nécessaire au fer. Cest pour cette raison que Foxide de titan)e reste presqu^entièrement dans les laitiers, d^autant plus que Taffinîté entre ces deux métaux parait très-faible. On trouve fréquemment dans les hauts fourneaux le titane cristallisé en cubes dVne belle couleur rouge cuivrée. Quf^lquefcâs on

en voit aussi de petits globules dans la fonte grise ^ preuve de son peu d^affinité pour le fer. Par Taffinage^ il est séparé de ce derniei'en grande partie^ cependant on en trouve des traces dans beaucoup de fers ductiles. Bien que lo titane seul soit insoluble dans les acides ^ il se dissout quand il est combiné avec le fer. U faut par conséquent le chercher dans la liqueur.

Un composé de 99 parties d^acler et de i partie de titane métallique^ se comporta comme le meilleur acier ^ mais le titane réparti inégalement dans la masse ^ ne s^'y trouva qua Tétat de mélange. Cet alliage est susceptible en outre de prendre un beau damassé»

286. Pour ce qui est du tungstène , il a donné à Hassenfratz un alliage qui se forgeait assez bien^ quoiqull fût légèrement rouverin : il était ductile ^ découvrait par la trempe et prenait par le forgeage un nerf mélangé de grain. On doit en conclure que^ semblable sous ce rapport au tirtane^ le tungstène ne fait qu^augmenter la dureté du fer.

287. On ne connaît p^s encore Tinfluence que de petites quantités de chrome exercent sur le fer. Hassenfratz a trouvé qu^un fer qui n en contenait quWe légère dose^ se laissait assez bien foirer ^ bien quHl fat un peu rouverin^ mais il ne paraissait pas cassant à froid. Les minerais chromiferes sont très-rares^ cependant on trouve le chrome dans la fonte aussi souvent que le titane^ mais Tafllnage parait le séparer du fer.

Diaprés les analyses de M. Yauqelin^ faites sur de& fers rouverins qui contenaient 0.^6 p. y^ de phosphore et oy{ p» 71 de chrome ^ on pourrait croire que ce fer devait sa mauvaise qualité à ce dernier.

Les alliages de Tacier avec le chrome ont été examinés plus particulièrement par M. Berthier, et par MM. Stodart et Faraday. Le premier de ces chimistes a préparé deux aciers chromiferes^ dont Tun contenait i p. 71 et Tautre

aa8 PREMIÈRE SECTION.

I p. y„ de chrome. On employa pour cet effet le meilleiir acier fondu qnî, réduit en petits morceaux^ fat liquéfié avec un alliage de fer et de chrome obtenu du fer chromé naturel. Non-seulement cet acier était d^une qualité trèsbonne:; mais il se distinguait aussi par un beau damassé que produisait le simple recuit. Les expériences de MM. Stodart et Faraday ont confirmé ces résultats. Us préparèrent deux alliages de ce genre ^ Tun composé de 1600 parties d^acier et de 16 de chrome ^ Fautre de 48 parties de chrome sur 1600 d''acier. Le dernier composé était plus dur que le premier et se laissa très-bien forger.

288. Les alliages de Tacier ayecle palladium ^ et le rAodiurriy ainsi que le composé triple d^acier^ d'iridium^ et éPojnium^ paraissent être de bonne qualité et susceptibles de recevoir de beaux damassés. Cest FaUiage de rhodium sur tout^ qui offre une très -grande ténacité unie à une dureté telle que les objets tranchans confectionnés avec cet acier ^ pouvaient supporter un recuit de 3o degrés de Fahrenheit au-dessus de celui qu'ion donnait au wootz ^ bien que ce dernier exige quarante degrés de plus que le meilleur acier anglais.

^ Le rhodium ^ Tiridium et Tosmium s^'allient a Tacier en toutes proportions. Un composé de fer ductile et de 3 p. y^ de ces deux derniers métaux , résiste à la rouille et devient susceptible de se durcir par la trempe , sans contenir de charbon^ propriété que le silicium donne aussi au fer ductile.

289. Le manganèse est de tous les métaux celui que Ton rencontre le plus souvent avec le fer. Il le rend plus dur^ sans en affaiblir la ténacité ^ lorsqu''il est en faibles proportions. Un fer ductile, d'aune très-bonne qualité, m''a donné 1,85 p. y, de manganèse. On ne pourrait affirmer à quelle dose il commence à exercer une action nuisible sur la résisrtance du fer. Il est très -difficile de faire des expériences sur cet objet , à cause de la haute température qu'ail faut employer pour fondée ces deux métaux«

' M. Mushet a cherché à combiner le manganèse avec le *fer en proportions croissantes^ il croit devoir conclure de ses résultats que le maximum de manganèse ^ dont loo parties de fonte peuvent se charger^ est de 4o. Ce composé^ renfermant 71^4 parties de fonte et 28^6 de manganèse^ cesse d^étre attirable à Taimant. Quant à la fragilité de Tal-r Hage^ elle dépend du carbone et de la manière dont il est combiné avec le fer.

Rinmann cite ^ à plusieurs reprises ^ une fonte blanche

obtenue en Suède de minerais mangànésifères ^ et possédant

une propriété très-remarquable, c'^est de devenir attirable

àTaimant,, ayant été grillée, tandis qu'^elle ne Tétait pas

< auparavant.

290. Le fer peut contenir beaucoup de manganèse autant que Tacier memeij et il peut exister de Facîer qui nW contienne pas une trace : c^est le carbone seul qui cons^ titue la différence de Fun à Tautre.

H était nécessaire de rappeler ces principes opposés à l\>pinion de certains métallurgistes, qui pensent qu^ Facîer doit toujours contenir du manganèse en plus forte dose ■que le fer extrait des mêmes minerais. On a été même jusqu^'à prétendre que le résultat de Taffinage serait ou du fer ou de Tacier, selon la plus ou moins grande quantité de manganèse brûlée dans cette opération. Toutefois les aciers devant être très-durs , il sVnsuit quVn contenu de manga^ nèse doit améliorer leur qualité. D''un autre côté, il est maintenant reconnu que les aciers fondus les plus durs , contiennent à peine une trace de manganèse.

291. ^expérience a montré que les minerais mangané— sifères solat particulièrement disposés à donner de Tacier, et voilà ce qui leur a valu le nom de mines d'acier. Cependant ce n'*est point un effet immédiat du manganèse, mais c^est Fefifet du mode de combinaison du carbone avec ce métal, mode déterminé par la présence d^une forte dose

a3o PREMIÈRE SECTION.

de mangan^e. Il s^ensuît que la fonte blanche qui ne con* tient point de manganèse^ doit se convertir en acier avec autant de facilité que la fonte blanche obtenue de minerais manganésiferes^ puisqu'elle nous offre le fer combiné de la xnème manière avec le carbone, ^expérience le confirme aussi ^ mais cette espèce de fer cru est en général plus chargée de substances étrangères que ne le sont les fontes des minerais contenant du manganèse. La raison de ce fait sera exposée plus tard.

Une bonne fonte grise blanchie* peut être travaillée pour acier avec autant de facilité que la fonte blanche naturelle^ si la destruction du graphite a été complète..

292. Les minerais contenant beaucoup de manganèse sont tellement disposés à donner de la fonte blanche ^ qu'on a cru^ quoique à tort^ qu'ils ne pouvaient produire de la fonte grise (46)^ ^t que la présence du manganèse s'oppo« sait à la formation du graphite. Plus tard on a vu que la couleur de la fonte dépendait de la température du foyer ^ et que le manganèse ne favorisait la production de la fonte blanche que d'une manière indirecte ^ parce qu'il formait avec la silice un silicate très^fusiUei: De plus on s'est assuré que la fonte grise obtenue des minerais manganésifères, contenait en général plus de manganèse que la fonte blanche. La disposition de ces minerais à jNroduîre cette espèce de fer cru , ne provient donc que de la^usibilité des laitiers. On en obtient aussi de la fonte grise ^ lorsqu'on leur ajoute des bases formant des silicates réfractaires^ et qu'on élève la température du foyer..

DE l'aCTIOK dû fer SUH LES OXIDES MÉTALLIQUES*

agS. Dans les hautes températures^ le fer enlève Toxigène à tous les oxides des métaux non précieux^ le manganèse^ le zinc et le cobalt exceptés. Une partie se change

PROPRIÉTÉS Dû FER. 2i3l

ea proto:rïae qui se vitrifie^ le reste s^allie au métal réduit^ si toutefois il existe entre eux assez d^affînité. Ou ferait usage de cette propriété du fer dans la réduction des oxides métalliques ^ sur-tout à cause de son bas prix^ si le protoxide de fer en se vitrifiant n''entralnait pas une certaine quantité de minerais^ et que^ pendant Fopération^ il fiât possible d^empécher le contact de Fair atmosphérique^ qui agirait sur le métal réduit^ et Toxiderait une seconde fois«

DE l\cTI0N du fer SUR LES SELS.

294. Notre but n'^est point de nous occuper ici des propriétés du fpr mis en contact par la voie humide ^ avec les sels métalliques. Il précipite la plupart des oxides^ et si quelquefois il est précipité à son tour par leurs radicaux^ on peut expliquer ces anomalies par le partage de son oxigène.

D est probable que les acides gazeux agissent sur le fer^ dans les températures élevées^ comme les sels qu^ils formeraient avec les alcalis et les terres. En général^ la nature du résultat dépend des proportions du fer employé^ de la nature de Facide et de Taffinité des. deux métaux : on peut obtenir ou un oxide de fer joint à un autre oxide ^ ou un sel de fer et Tautre oxide ^ .ou un sel de fer et un oxide de fer, accompagnés de Tautre métal réduit, ou simplement un oxide de fer et le métal réduit , combiné ou non avec une partie du fer. Si, par exemple, Tacide est volatil, le fer sera seulement oxidé :j s^il est fixe , il se combinera avec cet oxide,. en abandonnant Tautre métal ^ si le fer est en excès, il réduira Toxide du sel employé, etc., etc.

295. On peut admettre en thèse générale, que les sels alcalins neutres, traités par la voie humide, n''agissent point sur le fer, qui n^est oxidé qu^aux dépens de Teau^ cependant il parait décomposer en partie, les sels d^amo—

^Ôi PREMIÈRE SECTION.

nîaque^ il se forme alors des sek triples et de lliydrate à» fer. Son action^ sur les sels de soude ^ n\ lieu qvCen Terta d^une ai&nité élective double ij le protoxide agît sur Tacide du sel ^ et la soude sur Tacide carbonique de Tair. Cette décomposition ne peut donc s^effectuer qu^en partie^ et seulement dans le cas où la soude peut entrer en efflorescence»

Toutefois Fexpérience a prouvé, que le* fer plongé un grand nombre d^années dans un liquide contenant des sejs à bases alcalines ou terreuses, finît par se dissoudre, lors même qu''il est à Tétat de fonte. Du fer cru qu'ion a Retiré du fond de la mer, où il avait séjourné des siècles, était tout-à-fait rongé: cependant les sels ne dissolvaient que le métal , tandis que le carbone restait intact et combiné avec une partie du fer. Les métaux éprouvent dans ce cas les changemens que produiraient sur eux Faction prcJongéè d^un acide étendu d^eau. Ces efiets sont attribués ordinai-» rement à Tacide carbonique:) mais on peut admettre avec plus de vraisemblance, que les hydrochlorates et les sulfates contenus dans Teau de la mer, se trouvent à la longue décomposés par le fer.

Le fcarbure de fer qui a résisté à Finfluence de Tean salée, possède la propriété remarquable de s''échauffer au contact de Taîr au point de rougir, ce qui du re^te a lieu aussi avec le résidu que donne la fonte soumise à Faction des acides faibles*.

Le fer cru plongé dans Feau douce se convertit aussi avec le temps en une epèce de masse graphiteuse. Ce changement dû alors à Facide carbonique que Feau absorbe de Fair, est très-lent , et la rouille mêlée au résidu en modifie les propriétés.

■ ■ Il -i— i .1. . » 1 1 I I 1 1- . ■ . Il

* Le fer obtenu par la réduction de Toxide au moyen de Thydrogénc, à une température au-dessous de la chaleur lumineuse , présente le même phénomène. Après avoir été refroidi dans ce gaz , il s^enl)amme sponta« hément étant mis en contact avec Pair atmosphérique» Voyez la Chimie de Berzélius. Le T.

PROPRIÉTÉS DO FER. a35

396. n résulterait des expériences de Glouët (171)^ que le fer nais en fusion avec des carbonates alcalins ^ dont la base entrerait en vitrification, pourrait $e diai^ger en acier* On prétendait qu'une grande quantité d^oxide se vitrifiait avec la base saline^ que Foxigène de Taeide se portait sur une partie du fer, et le caifbone sur Tautre qui se conveivtissait en acier *.

Ces expériences ont été refaites par MM. Mushet et Boussingault, qui après avoir examiné le produit, ont montré que le fer ne contenait point de carbone^ ainsi quW pouvait sY attendre, et que la dureté qu''il avait acquise et qui augmentait par la trempe, ne pouvait être attribuée qu^au silicium. qu''il avait enlevé à la matière du creuset«

297. Du fer cru fondu avec des carbonates fixes, donne un fcfr aeiéreux parfaitement malléable. La fonte blanche lamelleuse traitée de cette manière, se change facilement en ader. Le métal ne se charge ni de calcium ni d^autres métaux alcabgènes^ preuye que la diminution du carbone est due à sa combinaison avec Tacide carbonique, et par conséquent à sa conversion en gaz oxide de carbone.

Lorsqti^on fond le ^er cru phosphoreux av.ec le carbonate de chaux, et qu'on dissout la diaux dans Facide acétiqiiei, on ti^y tt-ouve point d''acidephosphorique^ niais si la ch^nst était rentiplacée par la potasse ou la soude , le pbosphppe $e changerait en acide phosphorique avant la chaleur de 1^ fusion. Les alca)is qui proviennent de cette < opératipu ^ dissous dans Feau, sursaturés d'acide acétique^ et traitjss ensuite par Facétate de plomb , laissent précipiter sur-le-champ du phosphate de plomb. On peut employer ce moyen très-simple, pour sVssurer de la quantité de phos^»

phore contenue dans le fer cru.

\ ^1 II 1 I I < I —» ^ I »Il .1 II I II I— i— ^— »1«»— . 1 ,1 I -■^— - I I.

* Les decoinpoßitions réciproques ne sont point impossibles ; le fer décompose Peau , et Poxide de fer est réduit par Thydrogéne , presqu^à la paéme température. Le T«

TOM. ^I. 3o

298. Le fer ne parait pas décomposer les sulfates neutres par la voie humide. Il «xiste à la vérité une action réciproque , mais on ne peut expliquer au }uste le phénomène de cette lente destruction de fer (296). Par la voie sèche ^ le fer décompose Facide sulfurique. Diaprés Foucroy^ il en résulte non-^eulement de Tacide sulfureux^ mais aussi du soufre ^ et par suite un sulfure à base alcaline ou terreuse^ ce sulfure dissout le reste du fer métallique^ et finit par entrer avec le fer oxidé en vitrification. Le soufre ne pourrait exister à c6té de Foxide et à une haute température ^ sHl n^était combiné avec la base alcaline.

H est efucore douteux que dans cette opération il se produise de Facide sulfureux. Si Fon emploie du fer en excès ^ il se forme un sulfiire terreux ou alcalin qui se combine avec une partie du sulfure de fer. Ce sulfure double ne peut se dissoudre dans les acides sans laisser déposer du soufre ^ ce qui prouve qu'aune grande partie du fer s''oxide et se vitrifie avec les alcalis. Le fer cru agit avec plus d^énergie que le fer ductile.

299. Le fer produit avec les nitrates neutres ^ une explo* sion d'autant plus vive quHl contient plus de carbone. La base devient caustique et le métal s^'oxide : si le fer est caiv buré ^ il se dégage de Facide carbonique. On a fait usage de ce &it pour déterminer la quantité de carbone contenue dans le métal. Pour cet effet ^ la fonte pulvérisée et passée au tamis fiit mêlée avec le décuple de son poids de salpêtre^ et chauffée ensuite jusqu'^au rouge dans une cornue. Au commencement de Fopération il se forme toujours du nitrite de potasse ^ en même temps que du gaz acide carbonique ^ qu'on fait passer par Feau de chaux ^ afin de calculer^ au moyen du précipité^ le poids de Facide carbonique et par suite celui du carbone. Mais à mesure que Fopération s'avance ^ la potasse devient caustique et absorbe Facide carbonique. On est donc obligé de laver dans Feau le résidu

PROPRIÉTÉS DU FER. a35

deropération^ de passer la licpeur au filtre et de la traiter par rbjdrochlorate de chaux ^ pour déterminer ensuite, par le poids du précipité^ celui de Tacide carbonique : i oo parties de carbonate de chaux correspondent à 1 1^9 de carbone.

Ce procédé est défectueux^ i** parce qu'ion ignore toujours si la décomposition a été complète ^ et a° parce qu'aune certaine partie dVcide carbonique s^échappe au moment de la détonation^ sans que Feau de chaux puisse Tabsorber, lors même que le gaz traverserait une série de fkcons.

3oo. Les chlorures alcalins^ traités avec le fer par la voie humide^ paraissent se comporter comme les sulfates alcalins^ et par la voie sèche ils ne semblent exercer aucune action sur le métal.

J'ai fait aussi des esssâs d^affinage^ en ajoutant à la loupe du sel marin; Je fer n^a rien perdu de sa qualité : Facide se dégageait en vapeurs épaisses ^ son odeur était celle de Tacide hydrochlorique ordinaire^ la flamme paraissait lourde et s^élevaît avec peine.

Parmi les chlorures métalliques ^ le chlorure d'itrgent doit nous ofirir le plus d^utérêt, parce qu'ail présente un moyen de déterminer le contenu du carbone^ et de &ire juger de Pétat dans lequel ce corps se trouve combiné avec le fer. H faut Femployer à letat fondu. D doit avoir une couleur jaune pale, ^opération se fait en vases clos avec addition de beaucoup d''eau et de quelques gouttes décide hydrochlorique. Mais le résidu charbonneux est pourtant un peu décomposé. On> en peut juger par les gaz qui se dégagent^ tout aussi bien que par Taspect du charbon qu''on obtient.

3or. Le fer ductile et Tacier non trempé^ ainsi que la fonte blanche^ devenue grise ^ par le grillage^ donnent^ étant décomposés par lemuriate d'argent , un charbon brun noirâtre non magnétique*^ et une substance graphiteuse par- £dt^ent semblable à celle qu^on retire de ces fers^ à Taide

l36 . PREMIÈRE SECTIO».

des acides. Une partie de cette 'substance grai^teuse se oonvôrtit aussi en diarbon brun noinitue^ par Faction du mùriate. De sorte que ce réactif ne nous présente pas non plus un moyen. d^obtenir le polycaii)ure^ avant qu'ail n^ait «ubi une première décomposition. Mais on Tobtient^ de cette manière^ plus pur et en plus grande quantité qu^il ne serait offert par la dissolution du métal dans les acides. Malheureusement^ on n^a aucun indice auquel on puisse recounaitre la màrdie de r<^ration.

La fonte grise laisse pour résidu^ outre le polycaibüire^ du graphite ou du carbone qui n''était pas combiné avec le ier : tandis que Tacier trempé et la fonte blanche ne donnent que du charbon brun noirâtre:) mais Fopération estextrènke^ ment lente avec ces deux derniers^ parce qu^il se forme une souche de carbone qui enveloppe le. métal et s''oppose aux progrès de Toxidatidn. Cest pour cette raison qû^on fait hien de dianger la £bntè bland&e en fonte grise^ au moycfn d^une seconde fusion et d^un lent refroidissement ^lorsqu'^c/n veut la traiter par le muriale d'^argent^ si Ton emploie ce procédé pou!r Tacier trempé^ le carbone combiné ne passe qu^à Tétatde polycarbnre. U te serait guère possible d^opé^ Ter sur plus dVn gramme-.^ qui demande 80 à 100 grammes de mùriate d'^argent 'pour se décomposer: Tofifération dure une quinzaine de jours.

Le résidu^ quW ne peut séparer de Fargent que pair ttn moyen mécanique^ doit être séché long-temps à une tém^ pérature de près de cent degrés. Il contient presque toujours du fer et de la silice. Après que son poids a été déteiininé'«, on le brûle dans un creuset de platine ^ jusqu^à ce que les cendres obtenues ne changent pltis de couleur^ et cessent d^étre attirables à Faimant. La différence entre le poids du résidu desséché et celui des cendres^ donne la quantité de carbone. On enlève ensuite^ an moyen de Facide hydro-* chlorique ^ Foxide de fer qvCoxt dose par le poids de k stHce qui ne se dissout pas dans la liqueur.

PAOPRiÉsnÉs »ö FER; a 87

Eh ocrant sur la fente griie^ on ^dèît indiquer sépsLté^ meut la doàe de gràf^ite^ et la dose de cadione tx)âdbi'aé« Pour déterminer la première^ on dissoudra une secondo quantité de fer cru dans Tacide nitrique mêlé d^un peu décide hydrochlorique : le résidu ou graphite est débarrassé de la silice et du carbone combiné par la potasse caustique. On le j^èse^ après qu'ail a été lavé et séché. Le poids dû gra-phite obt^n^a^ S0ustrait.de la quantité, de. cad)oae fourni par la décompo^Uion de là fonte ^ au moyen du miuriate d^arges&tv^ d<HU]^ la dose de «^arbdne tiiombiné.

En employant Taeide hydroelorique^ on pourrait ise dé*^ barrasser tei^t de suite du. cabone Combiné ^ mais ce moyen fierait inexact ^parce que le gaz hydrogène enlève toujours uï^ certaine <{isiaBtité de gtaiphite.

La con^osition dHi polycarbure ne peut encore te^dét^^« miner aveè ekaotit-udê. ,

L^aeier non trempé ne parait contenir le c^pbofuüe qu'à Fétat de polycarbure. Q ^n est.de :â>èkne de la i(bnte bWnche rendue douce par un: grillage, rprolongé. Mais il existe des foutes grises et surtout des fontes mêlé^qui^ outre le graphite et le polycarbure , contiennent aussi- du carbone com-* biné avec tout« la ma^se^ tandis quie la fonte blanche et Tacier trempé ne renferment ni graphite ni polyearbui«.

302. Les acides végétaux agissent sur le fer^ dans lés températures élevées^ comme le charbon ordinaire ^ ayrât tous la propriété de se carboniser.

303. Il parait que^ par la voie ràche^ le fer pfur décom*pose les phosphates moins facilement que les^ulÊites« Si le fer contenait'du carbone^ une partie deraeideiphôsphoriqùé sç rédiiiràit'et donnerait du phosj[)hore. Ydilà du nioins ce qui résulterait de la loi des affinités. -

3o4« lie' fer déoompose les ctrséniates à la chaleur rouge ^ il eiilève à Taciae une partie de son oxigèneet entî« avec la base en vitrification^ tandis que Tarsenic blanc se vo-

ü^S PREMIÈRE SECTIÖW.

latilîse* Une petite dose d'arsenic reste dans le régule de fer qui est en excès ^ une antre se trouve à Tétat d'oxide dans les scories».

DU FER Cmwt EN CONTACT AVEC dVuTRES SUBSTANCES»

305. Nous arvons déjà parlé de la manière dont te carbone se comporte à Fégard des oxides de fer : il les réduit ^ c^est^ sous ce rapport^ le réactif le plus puissant^ c'est aussi le seul qui soit employé dans Textraction de ce métal. Si en Fajoute à Toxide^ en proportion conyenable^ on peut obtenir du fer pur ^ en dose moins forte , il donne potir résultat^ du fer pur et une partie de Toxide qui n'a pas* subi la réduction. Ces principes ont été confirmés par les expériences de Glouët. Ce métallurgiste a obtenu du fer ductile par une simple fusion de Toxide de fer avec Facier. En liquéfiant la fonte avec une addition convenable d'oxide on obtient effectivement le fer le plus doux ; mais comme dans toutes les opérations métallurgiques le réactif est toujours employé avec excès ^ le produit doit être plus ou moins chargé de carbone.

306. La réduction des oxides de fer par le carbone^ commence déjà à une faible chaleur rouge. Le peroxide se change d'abord en un oxide inférieur ^ qui est semblable soit au fer magnétique^ soit aux battitures^ et qui se réduit entièrement sans passer à Fétat de protoxide. La désoxidation se prolonge de la surface vers le centre^ elle peut s'achever bien avant que le fragment n'ait changé de forme. Ainsi l'effet du carbone s'étend d'une manière, inconcevable à travers toute la tuasse de Foxîde^ le métal réduit devient lui-inème l'agent qui achèveFopération^ comme il en arrive dans la réduction d'un sel métallique par la voie humide. Dans l'un des cas c'est l'eau ^ dans Fautre c'est le calorique qui établit la liaison entre le réactif et la substance soumise

PROPRIÉTÉS DU FER. ûSg

ftU traitement^ ayant que le noyau du minerai ait éprouvé un premier changement^ la surface extérieure se compose de Voxidumferroso-ferricum, Ce n''est qu^après que le centre a déjà subi une première altération^ que Fenvelope se change en fer pur ne contenant ni oxigène ni carbone^ mais quand le noyau est entièrement désoxidé^ les couches exté^ rieures sont déjà carburées : le moürceau peut conserver en cet état sa forme primitive. Plus tard et par une tempéra* ture plus élevée^ la matière entre en fusion et forme un régule^ qui peut posséder les propriétés de Facier fondu ou celles du fer cru.

So^. Les oxides de fer se réduisent aussi par Faction du soufre^ mais ce dernier se combine avec le métal ^ à moins que Foxide ne soit en excès considérable et que la température ne soit très^lévée. Dans ce cas^ on peut obtenir du fer libre ^ une partie de Foxide restera indécomposée. Les oxides traités à plusieurs reprises avec le soufre dans des vaisseaux distilla toires ^ donnent des sulfures analogues à la pyrite magnétique^ si on élève la chaleur jusqu^au rouge: en poussant le feu avec trop de violence au commence-r ment^ on volatilise le soufre^ et Foxide entre en vitrifica^ tion. Selon le degré de température employé^ on obtient quelquefois aussi du sulfure scorifié avec Foxide^ en diffé^ rentes proportions. Il parait^ qu^aux premiers degrés de la chaleur rouge ^ le sulfure et le protoxide n exercent entre eux aucune action décomposante^ et qulls se vitrifient ensemble. Ce n^est qu''à une température plus élevée^ lorsque les deux corps sont liquéfiés ^ qu''ils se décomposent mutuellement.

Du peroxide de fer en poussière^ chauffé doucement avec le soufre^ de manière que le sulfure ne puisse se former^ et soumis à ce degré de chaleur jusqu'à ce qu'on ,ne voie plus aucun dégagement d'acide sulfureux ^ donne ^ d après M. Berzélius^ une poudre brune ^ inflammable^

94o PREMIÈRE SECTION.

sensible à Taiguille aimantée^ soldble dam les acides , api^ une longue digestion^ et déposant tout le soufre^ sans doDfner lieu à un développement d'acide hydrosulfurique.

Le peroxide^ mis dans un tube de poreelaine^ décompose le sulfure de carbone qu^on fait passer dans le tube: il se produit alors du sulfure de fer et un dégagement de gaz aeide carbonique et d'acide sulfureux, ' 3q8. hephosp/^ore se comportediiféremment avec Foxide de fer. L'acide phosphorique qui se forme par la réduction ^ se combine^ à cause de sa fi|Lité^ avec une partie de Foxide^ pendant que le phospore^ obéissant à son affinité pour le métal ^ le change en pbosphure : tel est toujours le résultat^ lorsqu'il y a excès ou quantité suffisante de ce corps inflammable^ dans le cas contraire^ une certaine portiou d'^oxide ne subit point de changement^ et les autres produits restent les mêmes.

On pouvait condure à priori cpie^ réduit par, le phosphore^ le fer formerait une nouvelle combinaison^ et que Facidephoephoricpie ne pouvant s-éehapper ^ se combinerait avec le protoxide» Û ne s'ensuivrait cependant pas qu'il uVxiste aucune action décomposante entre le phosphure et Foxide de fer : il en résulte seulement que le contenu total de phosphore ne peut se changer en acide ^ et qu^une partie reste combinée avec le fer. Au reste ^ on n'a pas encore fait d'expériences directes sur ce dernier objet.

3oQ. Les circonstances qui accompagnent la réduction du fer par le carbone et le soufre^ difièrent de celles que nous venons d'exposer^ parce que le corps formé par le réactif et Foxigène^ est toujours à l'état de fluide élastique et qu'il se dégage. Si donc ce réactif est en faible propor-r tion par rapport à toute la massé^ il doit disparaître en entier^ si au contraire il est en excès ^ il se combinera avec le métal. — Dans la réduction opérée par le carbone, il faut que le fer soit 4^abord diargé de œtte substance au pôin^ de

• PROPRIÉTÉS DU FER. nß^i

former de la fonte blanche, avant qu'oïl se produise cle là fonte grise, qui évidemment doit toujours sa naissance à la première.

3 lo. Les métaux ne se combinent point avec les oxides, c^est une règle générale:; maïs ces derniers, en se vitrifiant, forment des combinaisons entre eux et avec des sulfures. La substance vitrifiée la plus transparante , cW le verre ordinaire, composé d'oxide dé silicium et d''oxîde de potassium ou de sodium.

Les verres sont colorés de différentes manières par le fer: ' ordinairement c^est en vert sale : leur couleur devient de plus en plus foncée, à mesure que là quantité de protôxide de fer augmente, jusqu^à ce quelle passe au noîr^ leur fu-^ sibilité gagne dans la même proportion. Le peroxide de fcr ne colore le verre qu^en jaune. Si , par conséquent , on veut rendre sa couleur plus claire, on y ajoute de Toxide noir de manganèse qui cède une partie de son oxigène au protôxide, le change en peroxide et passe lui-même à Tétat de protôxide. Le fer oxidé s''emploie pour colorer Fémail en rouge, en jaune ou en vert, mais alors on le combine avec d^autres oxides métalliques. *

3ii. E paraissait résulter des expériences d^Achard, de Kirwan et de Lampadius, sur la vitrification des terres et du fer oxidé, que le d^ré de température devrait être d^autant plus élevé que les terres seraient en plus forte proportion:; qu'acnés étaient les seuls oxides qui ne pouvaient être fondus isolément ^ que deux à deux même elles entraient difficilement en fusion^ enfin quelles devaient être assorties au moins trois à trois, et soumises à Taction d^une forte chaleur pour produire un verre parfait.

3 12. Cest principalement à M. Berzélius qu'ion doit la théorie actuelle de la fusion des terres et des oxides métalliques. Les scories qui ei\ résultent se forment d\ine manière analogue aux combinaisons effectuées par la voie

TOM. I. 3i

humide entre des substances cncidées. Uaction est d^autant plus prompte qu^il y a plus de différence dans les proprié-* tés électriques des oxides ^ attendu que Fun joue le râle de Facide et les autres celui de la base. Le premier de ces rôles appartient à la silice ^ non-seulement dans une grande quantité de produits naturels^ mais aussi dans les verres et dans les laitiers. Cette manière d^envisager la formation de scories a répandu un nouveau jour sur la réduction de» oxides métalliques.

Puisque les laitiers sont des espèces de silicates^ on peut quelquefois améliorer les pr<>cédés ^ en composant ces corps diaprés les principes de la chimie. Cependant ces améliora** tions présentent des bornes très- restreintes^ parce que la composition des ces silicates^ très-dépendante du d^ré de chaleur produit^ correspond rarement aux formules ato^ mistiques. Néanmoins il est bien important de connaître au juste ce qui se passe dans la formation des laitiers^ afin que la théorie puisse par la suite prêter un secours plus efficace à la pratique.

Nous parlerons plus tard .des diverses espèces de scories qui se produisent dans la préparation du fer. Q existe peu de silicates à une seule base ^ ils en ont au moins deux ^ et quant à la composition des scories ^ elle est très-complicjuée.

Le silicate de peroxide ne se forme jamais dans les opérations métallurgiques du fer ^ à cause de la présence continuelle du charbon. Le silicate de protoxide est très^ fusible^ le bisilicate Test moins ^ et le triàilicate est asses réfractai re.

M. Starbœck a fait quelques expériences intéressantes sur les silicates : il serait à désirer qu'*elles fiissent continuées.

3i3. Là nature nous offre le feroxidé^ soitpur^ soit combiné avec d^autres oxides métalliques ^ avec du soufre ^ et particulièrement avec les oxides de plusieurs métaux terreux ^ dans un état de combinaison tel que Fart ne peut

PROPRIÉTÉS DU FER. :i43

Hmiter; obtenus di^ns nos laboratoires^ oeA composés sont toujours en masses vitrifiées^ extraits du sein de ta terre ^ ib possèdent un édat métallique ou ils présentent Faspect lerreux.

Ne connaissant point les forces et les moyens employés par la nature^ nous ne pouvons regarder comme identiques ces corps qui^ de formes différentes^ donnent par Tanalyse les mêmes résultats. Le peroxide nous offre à ce sujet un stemple remarquable ^ on le trouve à Tétat de fer spéculaire ^ et àTétat d^oxide rouge ^ ces minerais offrent la même composition ^ bien que par leur aspect extérieur ^ comme par leur manière de se comporter au feu^ ils aient entre eux peu de ressemblance.

RESUXES ET CONCLUSIONS.

3i4« Si maintenant^ nous reportons nos regards en arrière (i55 — 3o4)^ nous reconnaîtrons au fer la faculté de s'^unir à presque totstes les autres substances. Il ne peut jamab être mis en œuvre tel que la nature nous le présente. Dans son état de plu$ grande pureté ^ on le trouve uni à Foxigène^ et le plus souvent ^ ses oxides sont combinés encore avec d''autres oxides^ des terres^ de Faeide pliosphorique^ de Tacide carbonique et de Teau^ ou bien ils sont si intimement mélangés avec des sulfures de fer^ des sulfates terreux (le gypse ^ le spath pesant) qu'ion ne peut en retirer le métal à Taide dVne simple opération mécanique. Il faut donc le réduire au feu^ et il n'*existe qu^un seul réactif qui puisse remplir cet objet ^ c^est le carbone^ mais celui-ci réduit aussi tous les autres corps oxidés et se combine avec le fer dont il modifie les propriétés.

3i5. On ne peut donc extraire le fer de ses minerais^ sans lui fournir Toccasion de sWir à d^autres corps ^ et surtout au réactif employé dans Fopération. Si^ comme

la plupart des métaux^ le fer n avait ipoint d^affinité pour cet agent ^ sa préparation serait très-simple. Si^ au contraire^ on.ae pouvait le séparer du réactif^ il ne serait connu qu'^à Tétat de fonte;; mais le même corps ^ Toxigène enlevé d^àbord par le carbone^ enlève ce dernier à son tour. G^est un effet réciproque de la forte attraction qui règne entre le fluide élastique et le combustible. Cependant ^ en cédant le carbone à Foxigène ^ le fer obéit à sa première affinité et sVxide en partie ^ lorsque la décarburation a lieu par Toxi-^ gène libre ^ et qu elle ne s'effectue point par une addition d'oxidç : une forte proportion de carbone contenu dans le métal augmente les difficultés et Toxidation du fer.

3 16. Si les fers carbures ne différaient entre eux que par la quantité de carbone qu''ils contiennent^ ils devraient présenter^ à peu près^ les mêmes phénomènes dans leur traitement par les acides ou par d'^autres corps ^ ce qui n''a pas lieu^ et en admettant mème^ que par cette hypothèse^ on pût se rendre compte des grandes variations qu offrent ces fers dans la dureté ^ la ténacité ^ la couleur^ les propriétés magnétiques^ etc. ^ on ne pourrait jamais expliquer le changement de la fonte blanche en fonte grise et viee versa^ sans aucune variation dans le contenu de carbone. D'un autre côté ^ les effets obtenus par la fusion et le grillage^ ainsi que les produits de la décomposition^ prouvent évidemment que le carbone se trouve contenu dans le kv de diverses manières.

D n'y a que la fonte grise qui renferme du carbone libre ^ du graphite mêlé au fer carburé (à Tacier). Dans la décomposition par les acides^ le graphite ralentit seulement l'opération. Le carbone combiné subit des altérations considérables: si les acides contiennent de l'eau ^ il s'échappe avec le gaz hydrogène^ ou il se charge encore d'oxîgène et se change en un liquide huileux ^ ou bien il reste oxidé dans le résidu^ sous la forme d'une substance noire, très -in-

flammable^ si les acides sont concentrés^ une petite partie de carbone se dégage à Fétat (l''acide carbonique^ une autre reste dissoute dans la liqueur^ une troisième enfin est oxidée^ formant une poudre rouge brunâtre^ très-facilement inflammable. Ces produits se présentent toujours^ lorsque le carbone est combiné avec toute la masse de fer. Si^ au contraire , le fer carburé contenait un composé de carbone et de fer à proportions déterminées , mêlé intimement à la masse ^ et résistant aux acides ^ comme le fait ^ par exemple^ une grande partie de phosphure de fer^ quand on traite la fonte par Facide hydrochlorîque , on pourait obtenir ce carbure à proportions constantes. Voilà ce qui arrive effectivement quand on décompose Facier non trempé ou la fonte blanche devenue grise par le grillage. L'action de Tacide sur un fer, contenant un pareil polycarbure, est plus prompte qu'elle ne le serait sur la fonte blanche et sur Facier trempé , et le carbone combiné avec peu de métal éprouvera aussi de plus grandes modifications. Par Facide nitrique^ on obtient, avec les^r^ carbures moux^ une poudre rouge l>runàtre , et avec les Jers carbures durs y un charbon noîr qui ne devient rouge qu'en séjournant dans Facide. Par l'action de l'acide sulfurique ou hydrochlorique étendu d'eau, les fers carbures moux produisent une substance graphiteuse d'un volume considérable , tandis que les fers carbures durs, traités par les mêmes acides, ne donnent qu'une petite quantité de charbon noir.

3i^. Le carbone se trouve donc contenu dans le fer de trois manières différentes : i** à Fétat de carbone libre ou de graphite:; 2° combiné a\ec toute la masse du fer:; 3° enfin à Fétat de polycarbure dissous dans toute la masse. Le degré de dureté du fer n'est déterminé que par la quantité de carbone combiné avec toute la masse , et le métal devient d'autant plus mou qu'une plus grande quantité de ce carbone passe soit à l'état de cari>one libre, soit à l'état de polycarbure.

»46 PREMIÈRE SECTICW.

Nous allons examiner inaintenant si ces diyeises combinaisons de fer et de carbone sont à proportions déterminées :} nous commencerons par la fonte blanche^ dont tout le carbone est combiné dVne manière uniforme avec toute la masse du métal.

On n a jamais trouvé dans cette fonte aurdelà de 5^3 p« y, de carbone. Tenue long-temps en bain dans un creuset brasqué et couverte de noir de fumée ^ elle n^éprouve aucune augmentation de poids. H sWsuit que le fer ne peut se charger que de 5^3 p. y, de carbone. Cest la proportion qu''offre la fonte blanche lamelleuse^ qui est une espèce de composé neutre^ contenant deux atomes de fer sur un atome de carbone^ analogue à Thydrogène carburé et au carbure de soufre.

Les auti'es espèces de fonte blanche ne paraissent pas douées de proportions déterminées^ cependant la parfaite homogénéité de la masse^ prouve que la combinaison du fer avec le carbone est la même pour toutes les parties du métal^ il en résulte qu^au-dessous du point de saturation^ ces deux corps peuvent^ comme beaucoup d^autres^ se com— biner en toutes sortes de proportions.

3x8. Nous avons vu que Facier trempé appartient à la même classe que la fonte blanche^ on ne peut assigner au juste la limite qui sépare ces deux corps. Le fer contenant 3 p. y, de carbone combiné^ pent être classé tout aussi bien parmi les aciers très-durs que parmi les fontes : chauffé -et travaillé avec beaucoup de précautions^ il finit par devenir un peu malléable. L^acier naturel et Tacier de cémen— •tatioiine contiennent pas une si forte dose de carbone: cependant elle ne descend pas au-dessous de 0^9. Si elle était plus petite^ le métal ^ n^acquérant que très -peu de dureté par la trempe^ pourrait être rangé parmi les fers durs.

X*ai analysé un acier fondu de la plus grande dureté^ qui mV donné 2,8 à 3 p. y de carbone : après la trempe il ressemblait parfaitement à la fonte blanche.

3 19. Il est plus difficile de s''expUquer au juste la composition de la foute blanche grillée^ et celle de lacier chauffé et refroidi lentement, ^analyse paraît prouver que le carbone qu ils contiennent n''est pas en entier à Tétat de polycarbure^ ils renferment une petite quantité de carbone combiné. Le fer en barres^ doué dWe certaine dureté ^ est dans le même cas. On peut donc regarder les^èr^ carbures moux^ la fonte grise exceptée^ comme des mélanges intimes de poly carbure et de fer^ contenant une petite dose de carbone combiné. Quelque singulières que paraissent ces diverses combinaisons du fer avec le carbone^ on ne doit pas en être surpris^ puisque des alliages d'*autres métaux nous présentent des composés analogues.

820. La fonte grise ne peut avoir des proportions déterminées^ d^autant plus quVUes n'^existent pas toujours dans la fonte blanche qui lui donne naissance. Mais il serait intéressant de connaître la composition du fer qui est mélangé avec le graphite. Plusieurs espèces de fonte grise paraissent encore renfermer du polycarbure^ d'*autres ne semblent contenir^ outre le graphite^ que du carbone combiné avec toute la masse du métaL Voici les résultats des analyses de cinq espèces de fonte grise :

DESIGNATIONS DES FONTES.

CARBONE combiné.

Fonte grise tirée des forges de Sajner , près de Cob1ent2 , d^un fourneau à charbon de bois , alimenté avec des oxides biiins.

Fonte grise tirée des forges de Widderstein (Siegen), à^un haut fourneau à charbon de bois , ali^ mente avec un mélange dWides bruns et d« fer spathique.

Fonte grise provenante des for-

fes de Mala pane (Haute-Silésie), ^un fourneau à charbon de bois.

Fonte très-grise provenante des

forges dites Koenigshûtte ^ d^un

fourneau activé avec du coke et

alimenté avec des oxides bruns

, ocreuXf

Fonte grise provenante du même fourneau , lorsquHl y régnait un moindre degré de chaleur.

CARBONE libre.

TOTAL du carbone.

On voit par ces analyses 5 quî ont été faites avec les plus grands soins , que la fonte parfaitement grise contient trèspeu de carbone combiné ^ ce qui Tempêche d^acquérir une grande dureté par la trempe * ^ on voit aussi que le contenu total de carbone est plus petit que celui de la fonte blanche lamelleuse, et qu''il diminue à mesure que la température du haut fourneau s''élève.

La décomposition a été effectuée par le muriate d'^argent (3oi). Ces diverses espèces de fonte grise ont donné de petites quantités de polycarbure.

U est d^autant plus difficile de changer la fonte grise en fonte blanche par une seconde fusion et un refroidissement

* Il parait naturel d'^aUleurs que le graphite interposé entre les parti— cules du fer carburé , s^oppose à Tefiet de la trempe. Le T.

PROPRIÉTÉS DU FER. i/fÖ

subit ^ quelle contient moins de carbone. La malléabilité de ce fer cru est plus grande à la température ordinaire qvik la chaleur rouge *.

3121. La fonte blanche île se change en fonte grise ^ par une second« fusion ^ que dans le cas où la chaleur a été portée à un degré plus élevé qu^il ne serait nécessaire pour opérer la liquéfaction. En modifiant convenablement la température et surtout la durée du refroidissement^ on peut obtenir, à volonté, de la fonte blanche , de la fonte mêlée ou de la fonte parfaitement grise. Les floss caverneux et même Facier, quand il est très-dur, peuvent se convertir, par ce procédé , en fonte grise aussi bien que la fonte blanche Ordinaire : il faut les exposer à une chaleur très-intense, les maintenir quelque temps à Tétat liquide dans le creuset tFargilè^ et prolonger ensuite la durée de la congélation. Sî la chaleur n^a pas été assez forte, on n''obtient qu^une fonte douce et grise , ne contenant point de carbone libre et renfermant seulement du polycarbure. Ce dernier se forme déjà^ quand on grille le fer, qui toutefois retient alors une plus grande quantité de carbone combiné avec toute la masse. On sait d^ailleurs que Facier trempé devient d^autant plus doux que la chaude est plus forte et plus prolongée.

La fonte blanche , parfaitement lamelleuse, ne devient pas douce et grise par le grillage opéré hors du contact de Fair et suivi d'^un lent refroidissement , probablement parce que cette lonte, chargée de carbone au maximum, constitue un produit neutre. Les fers carbures moux se blanchissent d''autant mieux par une chaude suivie d'un refroidissement subit , qu'ils contiennent plus de carbone.

La fonte grise , grillée long-temps hors du contact de Fair, devient très-dure par la trempe et reste douce , après un lent

* Parce que le carbone du polyearbure se combine, à la chaleur rouge, avec toute la masse du fer* Lé T.

TOM. I. , 3h

!t5o PREMIÈRE SECTION.

refroidissement ^ elle contient alors beaucoup de polycar— bure et peu de graphite. Dans cette opération^ le métal se trouve cémenté dans le carbone libre qu^il contient à Fétat de mélange. Cest aussi pour cette raison que le fer cémenté avec la fonte grise ^ se convertit en acier. Si la fonte grise est soumise à une chaude rapide^ le graphite n'^a pas le temps de se combiner avec le métal dont la dureté ne peut alors s''accroltre par la trempe^ qu en raison de la petite quantité de polycarbure quHl renferme.

La fonte grise qui contient peu de graphite ^se change difficilement en fonte blanche^ par une seconde fusion et un refroidissement subit : cette espèce de fonte exige un très-haut degré de température ^ pour entrer en liquéfaction ^ il s'^ensuit que les moyens employés pour opérer le refroidissement instantané , ne peuvent avoir la même efficacité que sur une fonte pénétrée d^une plus faible chaleur.

322. U n^est guère probable que la fonte grise ^ à Fétat liquide ^ contienne du carbone libre ^ parce qu''elle ne pourrait alors devenir blanche par le refroidissement subit ^.

Toutefois eu égard à Finfusibilité du graphite. On peut admettre que la fonte grise refondue rapidement à un haut degré de température, contienne encore du graphite qui n^entre en combinaison avec le fer que par la prolongation de la chaleur ^^. Cest probablement pour cette raison que cette fonte liquéfiée rapidement, est moins disposée à blanchir que la fonte grise qui a été tenue long-temps en fusion à une chaleur moins intense.