CHAPITRE I

Du fer.

Le fer est un métal simple et élémentaire. Il est donc toujours le même et possède les mêmes qualités chaque fois qu’il n’est point mélangé ou combiné avec des matières étrangères. Dans cet état de pureté absolue, état daus lequel on ne l’obtient guère que dans les laboratoires, il est mou, très-flexible et très-sujet à l’usure. Il est presque impossible de l’obtenir ainsi dans les manufactures; il ne vaudrait d’ailleurs pas celui qui s’y fabrique et qui est loin d’être sans mélange.

Le fer subit deux grandes modifications dont on lire le parti le plus avantageux dans les arts; il les doit à sa facilité à se combiner avec le carbone à une haute température. A la chaleur ordinaire, le carbone ne paraît pas avoir une influence quelconque sur le métal , mais à la chaude rouge , celle influence commence à paraître et se continue avec plus de force à mesuie que la température du fer s’élève.

Tant que le fer reste à l’état solide, le carbone se combine avec lui pour faire de l’acier; si le métal entre en fusion, la combinaison du combustible change et produit de la fonte. Il semblerait résulter de là que la différence de l'acier à la fonte consiste simplement dans la manière dont les atomes sont unis.

Telle est la théorie la plus probable. Nous ne nous arrêterons pas à la discuter : il sufût que nous ayons établi la distinction pour qu’on apprécie les motifs qui nous ont en* gagé à ranger les trois corps dans le même chapitre. Néanmoins, comme iis méritent chacun une mention particulière et d’une certaine étendue, nous avons pensé qu’a;>rès avoir tenu compte de la classification qu’iudiquait la théorie métallurgique, il convenait de leur assigner une place convenable , en en traitant séparément.

ART. !* r .

Du fer proprement dit.

Le fer est un métal d’un gris plus ou moins foncé , et dont la cassure varie depuis le blanc bril ant jusqu’au gris terne. Sa pesauleur spécifique est entre 7, 6 et 7,788. C’est le .plus tenace des métaux.

On distingue ordinairement le fer en fer à fibres et fer à grains. Le premier est généralement tendre et pliant à froid; le second est plus dur et plus cassant, C’est à tort que dans les arts on préfère, dans tous les ras, le fer fibreux .Les grains ne sont pas toujours un indice de mauvaise qualité, et les fers du Berry et de la Franche-Comté , pour être grenus, u’eti sont pas moius des fers supérieurs. Les épreuves qu’on fait subir au métal dans les arsenaux , d’après les instructions ministérielles, ne sautaient donc être concluantes, puisqu’elles consistent le plus souvent à laisser tomber, d’une certaine hauteur , un boulet ramé . et qu’il en 1 é-u|te que du fer lâ' lie et laminé résiste à l’épreuve, taudis que du fer fort et martelé rompt souvent au premier choc. Ajoutons à cela que la température de l'atmosphère et sou degré d’électricité iuüucut d’uue manière remarquable sur b ténacité du fer.

On ue connaît pas encore parfaitement la cause de la différence qu'on observe dans la texture des métaux. Les machines de coin près- ion et d’étirage jouent sans doute un des premiers rôles , mais les forces qui servent à forger et à étirer le fer ne suffi-etit pas pour expliquer complètement toutes les circoustauc«s des tissus métalliques.

Néanmoins, le f«r qui a été battu an marteau est plus disposé à prendre la texture grenue; il devient pins compacte que le fer laminé , précisément jwree que la foroe vie percussion est plus considérable. Le laminoir, au contraire , donne au métal uu tissu plus alongé; sa texture, devient alors plus fibreuse, mais en même-temps moins serrée, lies différences sont très- remarquables, lorsque les barres ont moins de douze à quinze lignes de diamètre. Dans des dimensions

très-fortes , le métal est toujours grenu , quelle que soit la manière dont il a été étiré.

Puisque la texture intérieure du fer dépend principalement de la farce mécanique de la compression , il s’en suit qtr’ou ne peut se Sertir de cette propriété physique pour juger de sa qualité. Dans certains cas, cependant , cette texture peut aider à distinguer les fers vicieux.

Le fer tendre présente , à l’endroit de la rupture , des fibres abuigées et torturées ; lorsqu’il offre des poiules ténues et déliées, il est plus tenace. Si ces fibres ou ces pointes sont d’ud mat terue et bleuâtre , c’est un signe que le métal a été brûlé en le diauffaut. Lorsque des grains se nièleut aux fibres , la compression a été imparfaite , l'étoffe n’est plus homogène et le fer ne peut être employé avant d’avoir été forgé de nouveau. Il peut arriver cependant que les graius soient répandus bien régulièrement dans la masse et que, quoique l’homogénéité soit contestable, la ténacité n’en soit pas altérée pour cela.

Le fer dur et compacte est presque toujours à grains. Lorsque la g reliure est très-fine, grise et terne comme celle de l’acier, le fer est cassant à chaud et a été mal affiné. Si les grains sont gros et plus ou moius bien cristallises, le mêlai est de mauvaise qualité et ne se forge que très-difficilement.

Il existe, parmi les ouvriers, un préjugé contre le fer laminé qui le fait rejeter dans toutes les circonstances et sans heaürotip d’examen. Quoique jusqu'à ce jour le fer à la bouille et au lanlinüir n’ait été fabrique que par des mains ignorantes, en France comme en Aiigb terre , il n’en faut pas conclure cej codant que le fer laminé doive êfie exclu de tous les emplois. l a texture peu compacte du fer au cylindre ne peut lui permettre de soutenir des chauffes aussi faites que I»; fer au marteau, et il peut fort bien arriver que l’ouvrier habitué à travailler celui-ci, brûle quelquefois le premier et lui attribue alors des défauts qu’il n'aurait pas eu si le feu eût été conduit convenablement. Nous avons été témoiu noiis-niéme de pareils accidens , ét nous savons par expérience combien il est difficile que l’ouvrier, ordinairement peu disposé à se donner de la peine, ne se laisse aller à des impressions défavorables. C’est au chef d’atelier à le diriger dans son travail.

Le fer bien affiné et de bonne qualité doit se laisser forger, étendre, plier et percer à froid comme à chaud; il ne doit point résister à la lime. Il est alors J’unc ténacité trèsgrande et d'une malléabilité remarquable. Un fil de 0,1 ligne de diamètre peut supporter, dans son milieu, jusqu’à 900 kilogrammes sans se rompre ; il peut s’étendre jusqu’à former des lames plates de moins d’un demi-millimètre d’épaisseur.

On peut distinguer le fer en trois classes : le fer fort et compacte , le fer doux et pliant , le fer cassant. Lorsque cette dernière qualité n’est due qu’à l’insuffisance des moyens de compression , on doit user de précaution pour forger le fer ; lorsqu’elle dépend du mauvais affinage , elle doit être entièrement rejetée, comme un mal pour lequel il n’existe point de remède.

Dans le commerce , on classe les fers en cinq grandes divisions' : les fers fins , dits de Comté, fabriqués presque exclusivement dans la Haute-Saône; les fers forts, dits du Berry, qui appartiennent aux usines qui avoisinent le département du Cher ; les fers doux , qu’on fabrique dans les Pyrénées , d’après la méthode catalane; les fers de roche ou uciéreux, qui sortent des établissemens de la Champague et de quelques autres provinces ; enfin , les fers ordinaires , produits par le reste des forges en France. Dans la classe de ces derniers se trouvent compris les fers fabriqués à la houille.

Le fer fin de Cointé est propre à la tréfilerie et au travail de la tôle fine ; on peut l’employer chaque fois que l’objet qu’il s’agit de fabriquer doit avoir de la ténacité et être soumis à une force qui en tourmente les fibres. Le fer de Berry est excellent pour la serrurerie et la coutellerie fine; le fer catalan et le fer de roche donnent géuéralement de l’acier de bonne qualité.

Quelques marchands de fers distinguent les fers eu fers en barres, fers de martinet , fers de fenderie et fers laminés.

Les fers en barres comprennent les fortes dimensions , tels que les fers plats de 18 à 48 lignes sur 5 à 8 lignes d’épaisseur ; les bandages et cornets de 6 à 7 pouces sur 5 à 8 lignes d’épaisseur; les plats à maréchal , de 11 à 16 lignes de large sur 5 à 8 lignes; les carrés , de 10 à 36 lignes.

bes fers de martinet se composent de carillons en barres,

de 6 à 8 lignes, et en boites , de 4 à 7; le fer plat et platiné , de 12 à 18 lignes sur 3 à 4; la bandelette , de 6 à 18 lignes sur 2 à 3 ; le fer rond et rondin , au-dessus de 4 lignes de diamètre.

Les fers de fenderie sont des verges ou /entons de 3 à 4 lignes snr 4 à 6, et des côtes de vaches , de 6 à 10 sur 5 à 7.

On rapporte aux fers laminés les petits rondins et les carillons dont les dimensions ne peuvent être obtenues au marteau , et qu’on est obligé d’étirer au laminoir, et les fers plats d’une mince épaisseur.

Ces deux modes de classement peuvent sembler arbitraires; ils ont cependant leur avantage particulier : le premier est fondé sur la différence de qualité des produits et sur leurs divers emplois dans les arts ; la seconde n’a rapport qu’à la manière mécanique dont ils ont été étirés.

Le fer pur se laisse forger, étendre et plier à froid comme à chaud, lorsqu’il est tendre; s’il est dur, au contraire, il devieul difficile à travailler à froid. Il a généralement alors des lame s courtes et bleuâtres, ou des grains gros et brillans. Le fer mal afûué à la houille, a souvent une texture écailleuse et grenue tout à la fois. Les gros grains appartiennent plus particulièrement au fer martelé, qui a plus de pesanteur que le fer tendre. Les barres sont quelquefois tellement aigres, qu’en les laissant tomber elles se brisent en , plusieurs morceaux. Il est cependant possible de les forger et même de les soumettre à la soudure , non sans quelques précautions toutefois.

Le fer cassant à chaud se forge , s’étend et se plie bien à froid; mais on 11e peut le faire à une certaine température; il se gerce , se fendille ou se crique sur les arêtes dans l’opération du forgeage ou de l’étirage. On lui donne alors le nom de fer rpuverïn. Certains fers rouverins ne peuvent se forger à la température rouge cerise ; on est obligé de les tenir constamment à la chaleur blanche , et dé cesser l’opération sitôt que la couleur indique leur fragilité : c’est ce qu’on appelle fer de couleur. D’autres ue peuvent se plier sans se rompre dans le pli, ou casser lorsqu’on les redresse ; quelques-uns ue sont pas susceptibles d’étre troués, ils se rompent près du trou , aussitôt qu’on veut les percer.

Il est rare que le fer soit à la fois cassant à froid et à chaud. De pareils fers doivent être rejetés avec soin par le

coutelier , comme n'étant bons qu'à un très-petit nombre d’usagés.

Un phénomène dont l’ouvrier doit tenir compte dans ie travail du fer, c’est sa dilatation : on appelle ainsi la propriété qu’il a de s’étendre, dans tous les sens, à mesure que le calorique le pénètre et mauifeste sa présence dans le métal. Cette capacité du fer pour le calorique est très-grande, et il faut le chauffer beaucoup plus que les autres métaux pour l’amener à la même température.

On n’est pas encore parvenu à calculer exactement les dilatations du fer à différentes températures; on sait seulement qu’elles ne suivent pas une loi constante et qu’elles augmentent en raison du calorique rendu paient. MM. Petit et Dulotig ont trouvé qu’entre o° et ioo° le fer se dilate de 1/28200: entre 200 et 3 oo", de 1/22700. Ce résultat s’accorde assez bien avec celui obtenu par Lavoisier et Laplare. A 5 oo° de Fahrenheit, la dilatation paraît être de 3 /ô 6 o, sun au t Buiman.

Le ter tendre jouit d’une moindre capacité pour le calorique que le fer dur; il résiste moins au marteau et s'échauffe plus facilement. L’ècr.tubsement , en rer dant libre le calorique patent, change singulièrement la texture du métal : il passe au fer à grains, devient moins flexible, quelquefois aigre. Le fer dur se dilate beaucoup plus, en raison de sa plus grande capacité calorifique; il supporte plus long-temps le feu. O11 ne pourrait sursaturer de calorique le fer tendre, sans courir risque de le brûler ; tandis que les chaudes successives favorisent , dans le fer à grains, la tendance à devenir nerveux.

Le fer commence à changer de couleur à 222* centigrades : Il est alors jaune pâle; à 233 °, il passe au jaune d’or; à 25 o°, an rouge cramoisi ; à 3 oo 8 , il est violet ou bleu foncé; à 390°, cette couleur a entièrement disparu , et il passe au fer rouge, à 55 o ou 56 o°. Suivant Karsteu, la chaleur blanche serait produite à 12000° de Farenheil , ou eutre 6600 et 6700° centigrades; le fer se fondrait à 1 5 o ou x 5 5 ° pyrométriques. Parkinson , d’après Mushet sans doute, porte la température de la fusion à i 58 °; MM. Clément et Desormes la croient de 1749 0 centigrades.

La couleur du fer à ses diverses températures provient de Voxidation plus ou moins grande du métal. Près d’arriver à

la chaleur rouge , il est couvert d’une légère pellicule qui échappe par sa ténuité à l’analyse, mais qui se comporte dans les arides comme un véritable oxide de fer. On relire peu d’utilité de ces diverses nuances du fer; elles servent, dans l’acier, à juger du degré de carburation ou décarburatiou ; elles portent pour cette raison le nom de couleur de recuit.

Ou ne peut souder le fer si l’oxigène peut s’interposer entre les deux morceaux qu’ou veut rapprocher. Il faut doue choisir le moment où le gaz n’a aucune prise sur le fer C’est celui où le métal a acquis la température appelée chaleur blanche- On favorise alors le rap{irucheiqenl en frappant à coups de marteau et aidant ainsi à la force de cohésion. On voit doue que la principale dilfieulté pour l’ouvrier consiste à empêcher l’oxidatiou ; cette difficulté augmente à mesure que ta température décroît , et est beaucoup plus grande lorsque le fer est sur l’enclume. Le forgeron emploie alors deux moyens pour l’élniguer : le premier et le plus simple consiste à porter le métal à une température beaucoup plus élevée que celle de la chaleur blanche, à un degré plus voisin de la fusion , qu’on nomme blanc soudant. Par ce moyen, la chaleur blanche disparaît moins vite, et l’ouvrier a plus de temps |>our rapprocher les deux morceaux avant que loxidalion ne soit opérée Le second procédé consiste à couvrir la surface des deux bouts du métal , lorsqu’ils sont à la chaleur voulue, d’un corps non oxidable qui forme enduit et protégé le fer contre l’oxigène. Le borax et le quartz réduits eu poudre sout plus géuéralemeut employés à cet usage.

Il est bien important pour le coutelier de fuir.» choix du fer le plus pur et le mieux affiné. La plupart des défauts qu'on reproche, dans le commerce, à ce métal, tiennent à ce qu’on n’eu a pas opéré suffisamment l’epuratiou. et qu'il reste dans son tissu, à l'état de méfauge ou de combinaison , des corps ou substances étrangères qui manifestent leur présence à certaines températures. Ces substances , eu effet , ne sauraient avoir une telle similitude avec le métal, quelles prissent exactement la même dilatai ion à une chaleur donnée ; quelques-unes entrent en fusiou lorsque le fer, copa» meuce à peine à blanchir; d'autres ne sont pas encore dilatées, que déjà le métal a acquis une grande extension : il

résulte de ces différences de manière d’étre, ou des solutions de continuité , ou une dislocation quelconque ; par conséquent, rupture dans certaines parties.

Ainsi, par exemple, si l’on soumet à la chaleur rouge cerise ( 36 à 4o° du pyromètre) une barre de fer dans laquelle le métal est allié à une certaine proportion de cuivre, il arrivera que ce dernier corps, qui entre en fusion à 27 0 de Wedgwood , deviendra liquide bien avant le fer, rompra la continuité en produisant des gerçures, des solutions de compacité, et rendra le fer tel qu’il ne pourra être forgé sans se rompre sous le marteau.

On conçoit cependant que pour travailler la barre soumise au forgeage , il suffira de pousser la chaude jusqu’à ce que le fer lui-même perde une partie de sa solidité et fasse pâte avec le cuivre fondu , à la chaleur suante , par exemple (90 à 95° pyrométriques). Le même effet sera produit, si, au lieu de liquéfier ou amollir le fer , on laisse refroidir et solidifier le cuivre.

Telle est la théorie du fer rouverin ou de couleur. Il n’entre point dans notre sujet de faire connaître les diftérens mélanges et combinaisons du fer avec des corps étrangers, et les circonstances bonnes ou mauvaises qui peuvent en résulter : nous renvoyons, pour cette élude , au manuel du maître de forges, que nous avons publié en 1829. Néanmoins, comme le coutelier a le plus urgent besoin de bien connaître les métaux qu’il emploie, et que le fer et l’acier sont sans contredit ceux qui jouent le plus grand rôle dans les diverses fabrications, nous passerons rapidement en revue les principales combinaisons qui résultent de l’union de quelques corps le plus généralement mis en contact avec le fer.

De toutes ces combinaisons, la plus fréquente et certainement la plus remarquable , est celle qui a lieu avec le carbone .

On appelle ainsi un corps qui forme la base de tous les combustibles et n’est, à proprement parler, que le charbon le plus pur, et qui a une telle affinité pour le fer, qu’il n’y a que la présence de l’oxigène qui empêche leur continuelle combinaison; encore cette réaction est-elle nulle lorsque le fer est liquide.

En parlant de la fonte , nous montrerons quels singuliers changemens produit le carbone dans le métal dont il est ici

question, il nous suffira de savoir en ce moment que le fer , la fonte et l’acier, ne sont que les modifications du même métal; que le passage du fer à l’acier est souvent imperceptible, et que de l’acier à la fonte la différence est quelquefois bien difficile à découvrir. Ces trois corps sont en effet placés sur une échelle dont le fer pur et la fonte très-grise forment les extrémités, et par tous les degrés de laquelle ils passent d’une manière insensible.

Le carbone s’unit au fer en deux proportions différentes : l’acier en contient de i à 20 millièmes de son poids; la plombagine en contient 8 à xo pour cent. D’après Berzélius, le fer n’en contient pas moins de 1 / 2 pour cent.

La dureté du fer augmente en proportion de la dose de carbone qu’il contient , jusqu’à une certaine limite qui est la fonte blanche; passé cela, celte dureté de métal diminue, quoique la dose de carbone s’accroisse. . La cause de celte singulière anomalie, signalée par Mushel, pour la première fois , nous est encore inconnue.

Nous avons déjà dit que le fer s’oxidait à uuè certaine température, et que cette oxidation était la seule cause qui s’opposait à la soudure. Voici la théorie de ce fait.

Lorsqu’on chauffe une barre de fer ductile à une température élevée et à l’abri du contact de l’air , on 11e s’aperçoit d’aucun changement dans le métal; mais si on expose à Paclion de Pair cette barre chauffée au rouge, même au blanc faible , la surface change de couleur et la barre augmente de poÿs. La croûte qui se forme et enveloppe le métal donne du fer et de l’oxigène , à l’analyse chimique ; or , aucune autre substance que Pair n’a pu lui céder cet élément : le fer mis en contact avec Pair atmosphérique s’empare donc d’une partie de son oxigène à une haute température. La même chose arriverait si le métal était long-temps exposé à Pair et à-la température ordinaire; mais ici l’oxidation serait plus lente. Dans Pair humide , le fer s’approprie tout a la fois Poxigène de l’air et l’oxigène de l’eau , et l’oxidatiôn est d’autant plus prompte, que la température est plus élevée, par la raison chimique que la combinaison de deux corps est plus facile lorsque leurs molécules ont été plus séparées , plus dilatées par la chaleur.

L’oxidation à la température ordinaire gène singulièrement dans l’usage du fer , et de tout temps les couteliers

ont cherché à la prévenir. Nous donnerons plus tard divers moyens employés pour empêcher la rouille.

La silice et l'alumine donnent au fer la qualité d’être cassaut à froid Les expériences que Karsten cite dans sou excellent manuel (§ 248 à ?.5g), ne sauraient être concluantes. Ce savant métal urgiste a complètement erré dans ses essais, en confondant la manière d'être de la hase métallique et de son oxide terreux. Nous avons déjà démontré ( manuel du maître de forges, tome I, page 5i à 55), que la silice ne pouvait être contenue dans la fonte, ni même dans l’acier , à cause de la présence du carbone qui s’empare à l’instant de l’oxigène de l’oxide terreux. Cela est tellement vrai , que Berzélius n’a pu combiner le silicium avec le fer qu’à l’aide de la préseuce du charbon , en fondant de la silice avec de la limaille de fer , en contact avec le combustible en poudre (r).

Le soufre mis en contact avec le fer le rend tellerqpnt fusible qu’on le voit dérouler par grosses gouttes, lorsque la température du fer est plus élevée que la chaleur blanche. Le mélange qui en résulte est extrêmement fragile, car le fer qui contient du soufre , même à petite dose, est toujours cassant à froid et à chaud.

Le colonel Evain , directeur de l’arsenal de Metz, a décrit un moyen ingénieux d’appliquer celle singulière propriété au perçage du fer, lorsqu’il s’agit surtout d’ubteuir sur le champ un trou octogone ou de toute autre forme qui demande lin travail plus ou moins long : il suffit, dans ce cas, de faire chauffer la barre ou la pièce qu’il s’agit de percer jusqu’à la

(1) Les expériences de Berzélius son) si concluantes, qu’on a droit de s’étonner que dans le bel ouvrage de Karsten, on ait confondu les ronsliinaisons du métal, et celles de son oxide lerreox. Voici ce que nous distous en 18:19 , dans le petit ouvrage déjà cité :

« Il est certain que l’oxigéne et lecarlione ne peuvent exister ensemble u ni dans le fer ni dans le silicium ; aucun de ces deux métaux ne pou- « vant se trouver en combina son, à la fois, avec ces premières subsiar.- « ces , il en résulte que la fon’e ne contiendra que du silicium , tandis que « le fer pourra s’unir h ce corps, soit à l’état métallique, soit à l’état « d’oxide. *■

chaleur du blanc soudant ; on applique ensuite sur celte barre ou cette pièce un hâlon de soufre, qui fait, eu peu de secondes , un trou dont la forme esL exactement semblable à celle du bâton de soufre appliqué, cylindrique ou prismatique.

Dans le cadre étroit où nous resserrent lés limites de cet ouvrage, nous n’avons pas l’intention de faire l'histoire complète du fer; cela nous éloiguerait d’ailleurs du but que nous nous sommes proposé. On peut , à cet égard , consulter le manuel du maitre de forges que nous avons publié en 1828, et qui contient tout ce qui peut donner une idée exacte de la métallurgie du fer. Néanmoins, ce métal e't si précieux pour le coutelier , que nous devons parler des dis erses opérations qu’on lui fait subir et des changemens qu’il éprouve avant d’arriver à l’état de métal pur. L’ouvrier intelligent y trouvera des notions dont i! pourra tirer quelque parti en travaillant dans sa forge.

Si le fer existe à l’état natif dans la nature, c’est en si petits b!oçs qu’il n’est pas possible de baser une opération industrielle sur de pareils élémens. Jusqu’à présent , on n’a donné le nom de fer natif qu’au fer météorique qui contient , comme on le sait , outre le fer , du nickel et du

chrome-

C’est donc à des substances qui contiennent le fer combiné . avec des corps étrangers qu’il faut aller arracher le métal pur.

Les minérais de fer portent diverses dénominations dont les unes sont fort ridicules et les autres u’out guère de. rapport à leur traitement. Nous ne les citerons pas ici : nous dirons «eulemeul que tous les minérais sans exception sont combinés avee une ou plusieurs des trois terres élémentaires , la silice , la chaux et f alumine.

La silice et C aluni 1 ne étant la base de l’argile, lorsque le minerai e c t combiné avec ces deux terres, on dit qu’il est aigVeux ; lorsqu’au contraire il est uni à la chaux , on dit qu'il est calcaire.

Ainsi , les maîtres de forges distinguent deux espèces de miuérai de fer : les rainerais argileux et les minérais calcaires.

Nous ne tenons point compte içi des autres terres et aub*

slauces étrangères, parce qu’elles ne jouent qu'un rôle accidentel dans le traitement du fer.

Il s’agit donc de séparer le fer des trois terres élémentaires ou de quelqu’une de ces trois terres.

L’expérience a démontré que lorsque ces trois terres se trouvaient, en présence l’une de l’autre, exposées à une certaine température, elles se fondaient avec facilité et formaient un verre assez semblable à celui des bouteilles.

Cette proportion est :

Silice, 55 parties.

Chaux , 3o ■ —

Alumine, x5 —

ioo

Il ne s’agit donc que de savoir combien de ces parties sont contenues dans le minérai et d’ajouter les terres ou les portions de terres qui manquent pour vitrifier celles qui existent. Ces terres, qu’il faut ajouter, s’appellent Jondant ou flux , et le verre obtenu à l’aide de cette addition, porte le nom de laitier (i).

Ce n’est pas tout : le fer dégagé des terres qui étaient combinées avec lui , n’est pas encore à l’état de métal pur : il est uni à l’oxigène et forme un oxide de Jer. Il faut donc chasser l’oxigène qui reste, si l’on veut obtenir le métal.

Or, la science nous apprend que le fer mis en présence tout à la lois et de l’oxigène et du carbone , lorsque le carbone est surabondant, se décide de préférence pour le carbone et abandonne l’oxigènc ; en d’autres termes , que le fer

(i) On voit ici d’au coup d’ceil qu’il ne s’agit, dans le traitement des minerais que d’une analyse chimique, puisqu'il est impossible de savoir quel fondant on doit ajouterai l’on ignore et la nature des terres combinées, et leurs proportions. Et cependant les maîtres de forge de France rejettent avec le plus profond dédain les théories scientifiques: et l'on ne connaît dans les hauts-fourneaux d'autre fondant qoe la chaux, même quand le minérai est calcaire ; et l’on obtient du minérai 26 et 3 o pour cent, lorsque l'analyse chimique prouve qu’on pourrait en extraire souvînt le double !

gle

a plus d’affinité pour celui-là que pour celui-ci. Nous savons encore que cette affinité est singulièrement favorisée par une haute température.

Il s’agit donc de mettre le fer en présence du carbone et de développer une grande chaleur.

C’est ce qu’on fait dans un fourneau appelé haut-fourneau , dans lequel on mêle pêle-mêle le minerai , le fondant et le charbon.

D’une part , le3 terres se combinent et se vitrifient ; de l’autre, le fer quitte son oxigène et s’unit au carbone.

On a ainsi deux produits : le laitier qui est le résultat de la vitrification des trois terres : la fonte , qui provient de l’union du fer pur au carbone. Le laitier est jeté et abandonné; la fonte est traitée pour en obtenir le fer.

La fonte, que les chimistes appellent carbure de fer , à cause de sa composition , ne cède son carbone qu’à l’oxigène.

Ainsi l’oxigène qui , dans le principe , a été enlevé par le carbone , enlève à son tour ce combustible.

Ce procédé de décarburaiion s’appelle aj finage , et a pour résultat le fer pur.

L’affinage s’opère dans des fourneaux ou plutôt des forges basses, dans lesquelles des soufflets puissans projettent une masse d’air considérable. Celle masse d’air produit deux effets ; d’une part, elle active la combustion et produit ainsi la chaleur nécessaire à l’opération ; de l’autre , elle verse sur la fonte redevenue liquide, des tojrens d’oxigène , qui se combinent avec le carbone et dégageut la foute de ce combustible.

A mesure que le carbone est enlevé par l’oxîgène des soufflets, la fonte, que le combustible tenait à l'état de fu- • sion, devient pâteuse ; on en forme alors une masse qu’on appelle loupe , et qu’on cingle sous des marteaux ou des cylindres , afin de lui donner la forme du fer marchand en barres.

L’opération chimique est finie. Là , va commencer l’opération mécanique.

Si l’opération chimique a été bien faite , le fer est dans un état voisin de la pureté ; il ne contient plus qu’une petite quantité de carbone , qui ne saurait nuire à ses qualités. Si

au contraire, on a mal opéré, le fer présente plusieurs vices qu’on ne peut que difficilement corriger.

Ainsi , par exemple, si une des bases terreuses n’a pas été vitrifiée et entraînée complètement dans le laitier, elle reste dans la fonte sous la forme de métal (ce qui ne rend la iunle ni plus ni moins fusible), et passe dans l'affinage à l’état d’uxide terreux, ce qui produit le ftr rouverin et le fer de couleur.

Tenons maintenant à la partie mécanique du travail , c'est-à-dire, à celle qui consiste à réduire en barres le fer affiné.

Les maîtres de forges ont à leur disposition, pour étirer le fer en barres, deux espèces de machines : le marteau et le laminoir. Le marteau pioduil une force de percussion qui emploie au moment du choc tous les degrés de vitesse aequis pendant la chute ; le laminoir présente une puissance égale à l’effort que peut foire, par son poids, une masse cylindrique sans mouvement local.

S’il s’agit d’enfoncer un clou dans un corps quelconque qui offie une certaine résistance, comme une planche de chêne, un marteau de quelques onces, frappant à coups redoublés, sera une puissance suffisante pour faire pénétrer le clou dans le bois, tandis qu’il faudra placer un poids énorme sur la tête du clou pour obtenir le nié i e effel par la simple pression.

La force compressive du laminoir n’est cependant pas entièrement ce qu’on appelait en mécanique une force morte : elle reçoit aussi une certaine vitesse, mais seulement par succession et sans qu’elle puisse l’arrumuler pour la déjienser en uq temps donné; car elle est aussitôt absorbée qu’acquise.

Il semblerait résulter de là que l’effet produit par le marteau n’étant pas comparable, dans l’acception ordinaire, avec celui qui résulte du laminoir, la qualité du fer martelé doit être bieu supérieure à celle du fer laminé, puisque les molécules sont plus rapprochées et que la densité est devenue plus grande Ceci pourrait confirmer l’opinion où l’on est p-.esqtie généralement en France sur les deux espèces de produits; mais c’est un préjugé qu’un examen plus approfondi doit ébranler, eu attendant que l’expérience (e détruise tout-à fait.

les molécules du fer sont d’autant plus disposées à suivre la dirertion qu’on veut leur imprimer, que le métal est dans une température plus élevée et que la force de cohésion se rapproche plus de zéro. &i l’on martelait une barre de fer daus une chaleur voisine du passage de l’état solide à l’état liquide, nul doute que la percussion ne produisit le maximuni d’effet ; mais il n’en est pas ainsi daus une forge : chacun sait que le marteau qui portait, au commencement de l’étirage sur une masse pctrissable, n’agit bientôt plus que sur un corps solidifié et dont les molécules opposent une résistance eu proportion géométrique pour des accroisse mens de temps égaux. Elles tendent à se rapprocher, mais non à s’étendre, et si la niasse métallique acquiert une compacité prodigieuse, elle n’offre que rarement un tissu fibreux y alongé, capable de plier facilement à froid. C’est plutôt une texture grenue, fortement serrée, qui appartient an fer martelé; il est plus dur à limer, à forer, à percer; résiste plus au frotteineut, et convient partout où il faut de la ténacité et de la force.

L’étirage au laminoir a lieu uniquement dans le sens de la longueur; chaque parcelle de la barre qui se présente sous le cylindre offre deux phénomènes dignes de remarque: un point est en contact avec la cannelure, taudis que celui qui le suit immédiatement est refoulé par l’obstacle et s’alonge en reculant; à chaque nouvelle cannelure, c’est un nouveau retrait, et de cette somme de reculs, il résulte une masse daus laquelle les molécules sont disposées en longueur et donuent au métal une texture uerveuse, à iilameus trèsa longes et dont la rupture est quelquefois difficile.

Il est naturel de penser que cet effet n’a lieu qu’autant que la température du fer est assez élevée , que la vitesse du laminoir est convenablement combinée et qu’aucun corps étranger, contenu dans le métal, ne vient contrarier sa disposition à devenir nerveux. Une barre laminée à une basse température, reste grenue et se brise facilement à froid; elle a d’ailleurs l’inconvénient de se travailler difficilement à chaud, parce que l’ouvrier qui pousse trop le feu, la brûle en peu d’instans et n’en peut plus tirer parti.

Lors donc qu’ou veut comparer la qualité du fer lamiué et du fer martelé, il faut considérer d’abord l’emploi auquel il est destiné* S’il s’agit de faire des socs de charrue, de pla-

cer des bandes de roues, etc., usages qui réclament du fer dur, on doit préférer le fer battu au marteau; lorsque le fer doit être employé à froid et n’est point susceptible de se détruire par le frottement ou l’usage , celui laminé convient mieux, enfin le fer rendu cassant par un mauvais étirage est propre aux rampes de balcons, d’escaliers, etc., etc.

ART. II

Ve la fonte.

Nous avons montré , eu parlant du fer, que la fonte n’était qu’une modification du fer : elle en diffère en effet par sa composition. Le fer est une substance simple, élémentaire; la fonte contient ce métal combiné avec le charbon.

Aussi, lorsqu’on veut obtenir du fer avec de la fonte, on ne fait autre chose que d'en séparer le charbon. Il reste alors le métal pur. C’est cette opération , qu’on appelle affinage , dont nous venons de parler.

Au contraire, pour obtenir de la fonte avec du fer, il faudrait fondre celui-ci en contact avec le charbon. Nous disons fondre, parce que sans la fusion complète , on n’obtiendra que de l’acier. Ce procédé synthétique présente de grandes difficultés en pratique et ne peut être mis à exécution sans de grandes dépenses. Il faut donc se contenter d’obtenir la fonte par la fusion du minerai : c’est ce qui se fait dans le haut-fourneau. Là le minerai de fer est exposé, pêle-mêle avec le charbon, à l’action d’une haute température; il se combine avec une portion du combustible, et descend dans les parties inférieures où il achève de se former en fonte.

Plus la fonte contient de charbon , plus elle est grise. Aussi , passe-t-elle par une foule de nuances depuis la teinte la plus foncée jusqu’au blanc brillant et à l’éclat métallique. On distingue des fontes noires, des fontes grises, des fontes truitées et des fontes blanches.

La charbon qui par sa présence donne au fer la propriété d’être aigre et cassant, produit un effet contraire dans la fonte. Lorsqu’elle est noire, ejle est très-fusible, se

aisse limer et buriner et jouit môme d’une sorte de ductilité. On peut la fondre et la couler plusieurs fois sans que ces propriétés diminuent sensiblement; on remarque seulement que sa contexture devient plus serrée, qu’elle acquiert plus de corps et plus de compacité.

La fonte grise conserve beaucoup de fusibilité. Celle qui est la plus propre aux mouleries et par conséquent la plus estimée, a le grain gros et inégal, à éclat métallique sur un fonds gris un peu terne. Cette couleur, avec un grain fin et serré, indique une qualité de fonte propre à cire employée à froid , mais qu’il ne faut pas soumettre à l’épreuve d’une seconde fusion.

La fonte truilée est une fonte qui, sur un fond blanc brillant, présente des grains gris, et indique un commencement de combinaison avec le charbon. La fonte blanche a le fond et le grain blanc, uniforme et constant. Quelquefois elle est radiée, {puissant d’un bel éclat. Dans aucun cas, elle ne se laisse buriner , limer ou forer.

La fonte blanche et la fonte truilée ne peuvent être d’aucun usage pour le coutelier. Nous ne parlerons donc que de celle grise qu’il peut couler et limer comme il lui plaît.

La fonte grise, à force d’étre soumise à la refonte, perd de sa fusibilité; il arrive même une époque où elle passe toul-à-fait à la fonte blanche. Si on continuait à pousser le feu, lorsqu’elle est parvenue à ce dernier degré, elle changerait entièrement de nature et l’on obtiendrait du fer ductile. Rien ne prouve mieux cette théorie que le fait suivant* avancé par Réaumur, et dont nous avons eu occasion de constater la réalité.

Cet ingénieux métallurgiste plaça dans un feu de forge une pièce de fonte grise d’une forme particulière, il poussa le feu pendant quelques instans, et, ayant retiré le métal, il s’aperçut que l’objet était devenu creux dans l’intérieur et avait pris la forme d’un tuyau. L’extérieur avait passé à la fonte blanche et même à l'étal de fer métallique.

L’explication de ce phénomène est facile à donner : le feu poussé rapidement et avec intensité avait fait passer la surface de l’objet à l’état de fer, et le milieu seul protégé contre le feu et l’air qui opèreut ordinairement la séparation du charbon , en formant ce que les chimistes appellent, aoidç

carbonique , était devenu fusible et avait coulé dans le foyer.

Le coutelier peut tirer un grand parti de ce métal composé dont la facilité à se mouler est très-grande cl qui produit les objets les plus délicats et les plus fins. Tout le monde connaît la jolie bijouterie de Berlin en fonte de fer; nul doute qu'employée à faire des manches d’iusi rumens, on ne réussisse à obleuir des objets en relief très-beaux et à très-bas prix.. Déjà nous avons vu produire des fourchettes et des cuillères parfaitement faites, et la quincaillerie grosse et fine ont retiré de grands avantages de l’art de jeter en moulé.

On parvient à augmenter la densité et la force de la fonte, eu même temps que la régularité et l’uoi, en soumettant les objets coulés à une forte pression dans les moules, pendant qu’ils ont encore de la malléabilité. Celle préparation précieuse, dont les Anglais font encore un grand secret , exige que les moules soient établis et couverts de manière qu’un piston pressé par un grand pouvoir comprime fortement le métal , lorsqu’il commence à approcher de l’état solide.

Les pièces ainsi préparées ont un grain fin, uni, dense, et presque doux ; elles possèdent une très-grande force.

ART. III

De l’acier.

Le fer fondu dans une atmosphère riche en carbone donne de la fonte; le fer blanchi dans le poussier de charbon donne de l’acier. L’acier et la foule sont donc composés des mêmes élémens, le fer et le carbone. Il y a ptus; ces élémens peuvent être exactement dans les mêmes proportions.

L’acier ne diffère donc de la fonte que par la manière dont le carbone est combiné ou mélangé avec le fer. Dans la foute, en effet, la disposition est la plus favorable à l’action chimique, puisque les élémens sont à l’état de division le plus complet : il y a combinaison. Dans l’acier , le fer n’étant que chauffé au blanc, il semble plus difficile de conce-

voir que l’union des deux corps puisse être intime : il y a mélange seulement.

L’union chimique et l’union mécanique paraissent être la seule différence qui existe entre les carbures. La théorie de l’acier n’est pas plus avancée ; il est convenable de s’en tenir là.

On conçoit, d’après cela, que la division pouvant opérer seule la séparation du fer et du carbone dans l’acier, la dé* carburation de ce métal est beaucoup plus facile que celle de la fonte, dans laquelle la combinaison ne peut être altérée que par la décomposition. Aussi les chauffes successives dounées à l’acier, sans trop de précaution, sont-elles nuisibles à la qualité de ce carbure. C’est une vérité qu'il ne faut pas perdre de vue.

On distingue quatre sortes d’acier : Y acier naturel , l'acier cémenté , l ‘acier fondu et Y acier d’alliage.

L 'acier naturel , qu’on appelle aussi acier de fonte , acier de fusion, acier de Joigee si extrait directement de la fonte ou des miuérais; Y acier de cémentation s’obtient en carburant le fer en barres; Y acier fondu provient des autres espèces d’arier fondus bin du contact de l’air; Y acier d’alliage consiste dans l’alliage du fer avec différons autres métaux.

Dans le commerce, on donne à l’acier naturel le nom (Y acier d'Allemagne.

Cette théorie dte la composition de l’acier, soupçonnée par Réaumur en 1722, n’a été généralement admise que depuis le beau traité de Karsten. En 1804 , on semblait avoir admis une théorie que nous donnons ici à cause du ridicule dont elle est frappée aujourd’hui.

« Ou peut se former une idée de la différence du fer à l’acier, en comparant le fer à un cordage imprégné dé goudron , et l’acier au même cordage après qu’oit a exprimé où fait écouler au feu la plus grande partie de ce goudron et qu’on a rapproché les fils par la compression. Si l’on compare, en même temps, le laitier que contient le fer, au goudron , et ses fibres aux fils de ce cordage, on conclura que le procédé de la conversion du fer en acier cousiste à faire écouler, au moyen d’un violent degré de feu, tout le laitier qui D’est pas nécessaire à la soudure des parties métalliques, et à rapprocher ces parties à coups de marteau.

C’est ce procédé qu’on suit pour faire avec de la fonte l’acier qu’on nomme naturel.

« Si l’on se contente de faire écouler le laitier, il en résulte des vides entre les parties métalliques ; et si on pousse le degré de chaleur au point de les ramollir assez pour qu’elles s’adossent sans le secours du marteau, on obtient un acier factice, dit de cémentation. On emploie en effet ce moyen pour faire de l’acier avec du fer en barres.

« Ces deux procédés ne procurent que de l’acier brut, qui n’est pas encore bon à employer; il faut le raffiner, c’est-à-dire augmenter le nombre de ses fibres dans un même volume.

« On aura l’idée dé celte opération en reprenant la comparaison du cordage. Si on le suppose composé de cent fils et qu’on le double , il en résultera un ensemble de deux cents fils, et un de quatre cents en doublant de nouveau : il en est de même de l’acier ; on double le nombre de ses fibres en le pliant, en le soudant, et en retirant pour lui conserver la même épaisseur, et ainsi de suite La première doublure fait prendre à l’acier le nom de première marque ; la seconde celui de deuxième marque ; et enfin la troisième celui de troisième marque : on ne pousse guère le raffinage de l’acier au delà de la quatrième ; ce degré est suffisant pour rendre l’acier naturel propre aux ouvrages les plus fins, auxquels on emploie de préférence l’acier de cémentation (i). »

Celle opinion, toute spécieuse qu’elle est, ne pourrait en aucune manière servir à rendre compte des divers phénomènes qui s’observent dans la fabrication cl l’emploi des différens aciers. La théorie de Karslen , ou plutôt de Réaumur, donne toutes les explications et satisfait à toutes les objections. Elle est d’ailleurs conforme à l’analyse, et , sous ce point de vue , elle est généralement adoptée.

Nous ne donnerons point ici les différens noms sous lesquels les aciers circulent dans le commerce, ni les prix si sujets à variation. Les couteliers recherchent de préférence les barreaux d’acier qui présentent une espèce de rosace dans

(■) Trailé de l’acier et du fer, i8o4, Livaaclt.

leûr cassure , et que , pour cette raisou , ou a nommé acier à la rose.

Il est quelquefois difficile de distinguer au premier coupd’œil le fer de l’acier. On peut* le faire à l’aide d’un procédé chimique qui n’exige ni beaucoup de temps ni une grande sagacité. Une goutte d’acide nitrique étendu d’eau produit une tache noire sur l’acier , ce qui n’a pas lieu sur le fer , où la tache est ordinairement d’un gris blanchâtre.

Le coutelier est tous les jours exposé à employer de l’acier de qualité peu convenable pour l’usage auquel il destine les barres de ce métal. Il lui est donc important de pouvoir , par une épreuve préliminaire , s’assurer si l’acier est de bonne qualité. Ordinairement, on ne connaît les défauts du carbure que par l’usage qu’ou en fait , et lorsqu’il n’est plus temps d’éviter d’être dupe. Quelquefois encore l’acier qui a beaucoup de taches et de veines , ne laisse voir ses défauts à l’ouvrier que lorsque celui-ci met la dernière main à son ouvrage, en le polissant.

D’un autre côté, les lames droites et circulaires des ciseaux et des inslrumens de chirurgie, les poinçons des gravures, etc., se gauchissent et perdent assez souvent leurs formes , lorsqu’on leur donne la dernière trempe. Les fabricans sont, en ce cas, exposés à des pertes considérables, et, comme il leur faut une compensation , ils élèvent naturellement le prix des instrumens bien conditionnés.

U existe cependant quelques moyens de s’assurer préalablement de la qualité de l’acier. Yoici ceux le plus à portée de l’ouvrier le moins instruit.

Le premier et le plus simple, consiste à donner quelques coups de lime au métal, ei à laver l’endroit limé avec l’acide nitrique étendu. Les parties dans lesquelles le carbure de fer est le plus abondant seront faciles à reconnaître à leur teinte brune , ce qui donnera uu indice certain de la qualité du métal.

Les couteliers tous les jours rejettent comme défectueuses des barres d’acier qui n'ont contre elles que la rudesse du grain. C’est une erreur contre laquelle nous devons réclamer : la dureté seule du métal est un signe auquel il faut s’attacher de préférence. C’est sur ce principe qu’est fondé le moyen ci-après:

Chauffes fortement une barre d’acicr ou de fer , former

en une pelite tringle, que vous remettez au feu, après l’avoir laissée refroidir, puis plongez-la soudainement dans l’eau : si la barre est d’acier , le grain sera devenu plus fin et plus compacte. Si, au contraire, elle est de fer, elle sera d’une qualité d’autant meilleure, qu'on aura plus de peine à la casser, quelque soit le grain qui se présente.

On i einarque quelquefois sur le fer ou l’acier une couleur bleue ou violette plus ou moins foncée, qui flatte l’œil et donne au métal un asjMîct très-agréable.

Celte couleur est due à ce que le iftélal a été chauffé à une haute température, eu contact avec des matières animales ou végétales. Mais comme ce piocédé ne réussit pas toujours, en voici un décrit par Oreilly, et dont nous avons eu occasion de vérifier l’efficacité.

On place sur une plaque de fer quelques mottes formées avec le tan que les tanneurs retirent des cuves où ils trempeut les peaux ; ou les couvre de poussière de charbon allumée. Le feu se communique bientôt aux mottes de tan; lorsque celles-ci commencent à brûler, on pose dessus les pièces que l’on veut bleuir. Il faut avoir soin que la chaleur soit uiriforme et maintenue au même degré , car si elle était trop forte, l’opération n’aurait pas de succès.

Lorsqu’on observe que la pièce s’échauffe plus d’un côté que de l’autre , on la retourne pour la mettre dans l’eiïdroit où le feu est plus vif.

Aussitôt que l’on présume que la pièce a contracté la couleur que l'on désire, on la relire, et après l’avoir fait refroidir lentement, on l’essuie avec un liuge sec.

Au moyen de ce procédé on peut bleuir les lames d’epées, les boucles de deuil et les boutons.

La couleur bleue se conserve pendant long temps, mais éTle est sujette a se ternir; on peut la faire reparaître promptement eu nettoyant le fer et en renouvelant l’opération cidessus indiquée.

La connaissance de l’acier es! pour le coutelier d’une telle importance, que nous croyons devoir n’omellre aucun détail sur ce qui est relatif à sa fabrication. Déjà, dans le Manuel du Maître de forges, nous avons donné les principes généraux du travail de ce métal. Nous ue balauçons pas ici à les reproduire, certain que nous sommes de la nécessité de bien faire envisager la question à l’ouvrier qui doit par la

suite employer la matière. Nous allons donc entrer dans quelques détails à l’égard de la production de l’acier dans ses quatre espèces.

On recherche avec raison l’acier bien homogène , c’est-àdire celui dont toutes les parties de la masse sont partout les mêmes. Sous ce rapport , l’acier de fusion et celui de cémentation sont bien imparfaits; l’acier naturel surtout ue saurait être livré au commerce sans une opération préparatoire qu’on appelle raffinage .

De {"acier naturel.

L’acier naturel porte également les nomsd 'acier de forge, acier de fusion, acier d’Allemagne, acier soudable , acier brut , etc., etc.; il se fabrique en Slyrie, en Allemagne, eu Pologne, eu Hongrie, à Solinghen , eu France.

On obtient l’acier de fusion , ou par l’aflinage immédiat des minérâis, ou par l’affinage de la fonte.

Acier obtenu par l'affinage immédiat.

L’affinage immédiat pour acier a lieu, ou dans des basfourneaux, ou plutôt des stuckoffen allemands, ou dans des feux à la catalaue.

La première méthode n’est guère suivie qu’en Styrie et en Corynthie , encore commence-t-elle à être abandonnée ; la seconde est généralement en usage dans les Pyrénées. Nous allons les passer successivement en revue.

Méthode allemande.

Nous empruntons au voyage métallurgique de Jars la description de ce procédé imparfait.

Le fonrneau sur lequel on chauffe les slucks est une aire comme une forge , à environ un pied d’élévation au-dessus du sol de la fonderie ; le bassin du foyer est formé avec dés

pièces de fer placées tout autour. D’un côté est une ouverture plus basse même que le sol de la fonderie; la pièce de fer placée à cette ouverture, et qui fait partie du bassin, est percée à différentes hauteurs, de petits trous d’environ uu demi-pouce de diamètre; ils servent à faire couler les scories dans le creux ci-dessus.

Le bassin a deux pieds de profondeur; on y met, dans le fond , de la poussière de charbon , qu’on humecte beaucoup, et l'on répand par-dessus un peu de scories d’un précédent travail, qui ont été éteintes dans l’eau. Il y a devant ce foyer une tuyère à laquelle répondent deux soufflets de bois simples. On remplit entièrement le foyer de charbon, et l’on inet par-dessus la moitié d’une masse , de celles qui viennent d’Ëszenbartz : elle peut peser depuis sept jusqu a huit quintaux et plus. On la recouvre bien de charbon ; on fait agir les soufflets. On ajoute du charbon lorsqu’il en est besoin, en continuant de souffler jusqu’à ce que la masse devienne d’un rouge blanc et s’amollisse. Pendant ce temps, il y a du fer qui se détache , ainsi que les crasses , et tout tombe au fond du bassin. Quand il y en a une certaine quantité , on débouche, avec une verge de fer, un des petits trous de la plaque de fer dont on a parlé, et les scories coulent dans le creux dans lequel on a mis de l’eau auparavant : on ne laisse pas tout couler, parce que les scories entretiennent de la chaleur dans le fourneau. Quant au fer, il se ramasse en masse dans le fond ; on en fait usage ensuite. Lors donc que l'on voit que la masse est assez pénétrée de feu, ou assez molle , ce que l’on reconnaît avec une baguette de fer que l’on pique en dedans , à travers les charbons ( cela arrive ordinairement au bout de cinq à six heures de feu , suivant la grosseur de la masse ) ; on la relire alors par le moyen d’une grosse tenaille suspendue au bout d’un levier , qui est fixé à une potence mobile. Un homme, baissant l’extrémité du grand levier, lève la pièce ; on fait tourner la potence, et l’homme qui dirige le levier conduit la pièce sur l’enclume pour la couper et la cingler.

Celte méthode, du reste, a un très-grand désavantage : quelque précaution que prenne l’ouvrier, il ne pourra jamais connaitre d’avance la uature du produit ; ce u’est qu’en examinant les stucks qu’il pourra sortir de l’ignorance, et encore le hasard présidera-t-il bien souvent à celte distinction

entre l’acier et le fer. Avec une méthode aussi imparfaite, il ri’est point étonnant que Jars et Karsten ne nous aient laissé aucun calcul approximatif du produit de ces usines en acier; il est même probable que les chefs de ces établissemens auraient été bien en peine de s’en rendre compte à euxuièmes.

Tous les stucfcs contiennent du fer; quelquefois c’est du fer et de l’acier; bien rarement, ou peut-être jamais, c’est de l’acier seul. On conçoit en effet qu’il est impossible que la masse de fonte coagulée reçoive à son noyau un égal degré de chaleur qu’à la surface. La décarburation n’est donc pas égale, et telle partie qui a d’abord commencé par être de l’acier, ne tarde pas à s’affiner entièrement et à passer à l’état de fer. Ce n’est donc guère que le noyau qui reste carburé , et c’est là que l’acier peut se former; mais si l’on considère que ce n’est que dans certain cas, et sous certaines conditions, que le proto-carbure se manifeste, on concevra facilement qu’il y a une foule de cas où le stuck ne donne point la quantité d'acier désirée, ce n’est qu’accidenleliemeut même qu’on obtient ce mêlai , et c’est avec juste raison que le procédé allemand est banni de presque toutes les usines.

Le minérai versé pèle mêle dans le fourneau , avec le charbon , commence par se réduire et descend aussitôt au foud du creuset. On contiuue à jeter de nouvelles charges pendant dix-huit heures environ , jusqu'à ce que le creuset contienne 800 à 1,000 kilogrammes. C’est alors qu’on ouvre la poitrine du fourneau pour en faire sortir la fonte et les scories. Une partie du régule, celle solide, est mise à part pour travailler à l’acier; l’autre est coulée comme la fonte ordinaire , et est destinée à la fabrication du fer.

Méthode française.

La fabrication immédiate de l’acier n’est guère en usage en France que dans les Pyrénées. C’est rarement à dessein qu’on y prépare ce proto-carbure : ce produit est presque toujours accidentel. Néanmoins, il existe des circonstances plus favorables que d’autres à la fabrication de l’acier, et des manipulations ou constructions particulières qui y peuvent conduire avec plus ou moins de certitude.

Nous avons déjà décrit l’affinage immédiat à la catalane; il nous restera peu de choses à dire sur le travail de l’acier.

Les dimensions du creuset catalan changent suivant qu’on veut obtenir des masses de fer ou des masses d’acier. M. Combes nous a donné les proportions suivantes de déus feux des Pyrénées, dont l’un était destiné à la réduction du

miuérai , et l’autre à la fabrication du

proto-carbure.

Pour fer

Pour acier

Largeur au fond du creuset. .

o ni. 54

Longueur, idem

Largeur au niveau de l’air. .

Profondeur du creuset . . .

Hauteur de l’arète qui joint la face du chio à la taque de fer inclinée vers le feu

Hauteur de la tuyère à son entrée dans le creuset

Hauteur du trou du chio. . .

0 — oS

Saillie de la tuyère

Inclinaison de la tuyère. . .

— 45 au moins

En jetant les yeux sur ces proportions, on peut remarquer que la tuyère , également saillante 'pour le fer et l’acier, est cependant beaucoup plus inclinée pour la préparation du dernier.

On jette d’abord dans le creuset le charbon enflammé qui provient du travail précédent; puis on charge de charbon jusqu’à l’orifice de la tuyère. Par-dessus ces morceaux de charbon , on forme une couche de poussière de charbon humide , au-dessus de laquelle on charge du miuérai en morceaux , mêlé avec les débris de charbon. Enfin , on recouvre ce minerai de charbon humide, et on donne le vent. L’opération continue comme dans l’affinage pour le fer.

Au bout d’une heure et quart, nu fait écouler les scories, puis on perce de temps en temps le trou du chio, et on cesse d’ajouter de la greiilade.

Le travail dure six heures environ; on traite à la fois a 3 o à Ho kilogrammes de minérai, et on obtient t 5 o kilog. d’acier brut étiré en barres. En général, le produit de ioo kilogrammes d’acier est obtenu de a 33 kilog. minérai ;

349 charbon de pin.

La température très-élevée au fond du foyer, pàr suite de linclioaison de la tuyère el de la grande quantité de charbon, est très-propre à favoriser la cémentation; l'ecoulemeut continuel des scories laisse en outre les grumeaux découverts en contact avec les charbons, que le ringard de l’ouvrier y ramène continuellement. Il est important d’obtenir le moins de scories possible , el de les faire écouler le plus souvent qu’on le peut. C’est pour cela qu’on n’ajoute point de grcillade vers la fin de l'opération. La greillade, au commencement de la réduction, ne peut nuire à la cémentation du fer.

L’a finage ou corroyage a lieu dans un petit loyer dont les proportions sont telles qui suit :

Longueur o ni. 38

Largeur. o — 32

Hauteur du contrevent. . . o — 38

Hauteur du devant. . . . o — 24

La tuyère est horizontale et placée au milieu du foyer.

Le cinglage se fait de la même manière que celui du for, mais 1rs barres étirées sont jetées immédiatement dans de l'eau froide pour les tremper.

Avant de former des trousses et de procéder au corroyage, l’ouvrier dispose les barres d’acier suivant leur qualité et en tas; l’acier fort est destiné à la fabrication des limes; l’acier moyen , auquel on joint une barre de fer, forme les trousses de coutellerie ; ou ajoute à ces trousses uue seconde barre de fer pour les ressorts de voitures.

La trousse une fois formée, le corroyeur la saisit à l’aide de tenailles, et la porte sur le foyer, au-dessus de la tuyère; lorsqu’elle est échauffée, il jette par-dessus une pelletée de sable et de ballitures d'acier, el les fait fondre de manière à couvrir les barres. La trousse est ensuite chauffée au rouge blanc , et portée sous le martinet. Ou chauffe trois fois, jusqu’à ce que le corroyage soit achevé. Quand la barre est entièrement soudée, on la coupe en deux, et on corroie de nouveau les deux parties l’une sur l’autre.

Acier obtenu par l'affinage de la fonte.

Si au lieu de maintenir, dans un feu d’affinage ordinaire , le lopin au-dessus et au milieu du courant d’air, on le ira*

vaille sous le vent au-dessus de la tuyère, la masse s’affinera lentement, perdra peu à peu son carbone, et l’afûneur pourra arrêter l’opération aussitôt qu’il la jugera assez avaucée pour qu'un changement partiel se soit opéré, et que la loupe soit amenée à l’étal d’acier : telle est la théorie de l'affinage de la fonte pour produire dn proto-carbure.

Cette pratique est tout entière dans l’habitude et le talent de l’affineur. Un peu de négligence de sa part prolongerait l’opération au-delà des bornes, ou décarburerait totalement le métal. Il faut donc une grande expérience et beaucoup d’adresse de la part de l’affmeur, d’autant mieux que souvent il est obligé de remédier à des inattentions , soit en avançant , soit en retardant l’affinage.

La fonte grise demande un vent plongeant et rapide : plongeant , parce que la décarburalion doit être retardée pendant la fusion ; rapide , pour conserver à la fonte sa fusibilité, et pour répartir le carboue d’une manière uniforme. La fonte blanche doit être soumise à l’action d’un vent horizontal ; elle veut être fondue avec rapidité et affinée avec lenteur.

Dans la fonte grise , le graphite s’oppose à la formation de l’acier; il faut donc d’abord le détruire, et donner au carbure de fer plus d’homogénéité. Les baltilures et les scories, celles surtout qui sont des silicates , conduisent, quoiqu’indireclement , à ce but. Elles épaississent la masse , il est vrai , mais l’ouvrier, en brassant et remuant vivement le métal , s^it lui conserver sa grande fluidité, à l’aide de laquelle le carboue se répartit avec uniformité dans la pâte liquide.

Les fontes manganésifères ont , comme nous le savons , une très-grande fusibilité; elles favorisent, sous ce rapport, la parfaite répartition du carbone. Aussi sont-elles recherchées pour la, fabrication de l’acier; et comme elles sont généralement parfaitement homogènes, elles donnent le meilleur acier de forge. C’est une chose remarquable que le manganèse qui est par lui-même très- réfractaire, forme avec le fer un alliage plus fusible que ce dernier métal même.

Karsten nous donne, dans son manuel, une description fort curieuse de l’affinage des fontes grises pour acier, dans la Westphalie et la Silésie : nous ne pouvons résjslçr au plaisir (je cher cettç opérât içuij pî

Les feux y sont montés de la manière suivante :

Largeur du creuset , ou distance de la varme

au contrevent 62, 77

Largeur, ou dislance du lailcrol à la rustine. 78, 46 Profondeur depuis le fond jusqu’au vent. . ià, 69 La varme penche de 8 à 1 2 0 dans le feu ; la

tuyère dépasse celte plaque de 10, 46

La distance de la tuyère à la rustine est de. . 26, 1 5

Le fond est formé ordinairement de quatre morceaux de grès de 5 c., 2 3 à 6 c., 3 a d’épaisseur, qui, se réunissant au centre , sont assemblés de manière que ce point se trouve de 1 r millimètres plus bas que le pourtour du creuset.

La haire et la varme ont une même hauteur; mais le contrevent. et le lailerol sont de 20 à 26 centimètres plus élevés que les deux premières, suivant la nature du combustible; car, plus le charbon est mauvais, plus on doit donner de profondeur au feu. Le contrevent penche de 2 à 3 degrés en dehors pour la facilité de la manœuvre ; il est surmonté par une haute plaque de 7 à 10 centim.de hauteur, inclinée dans le feu , pour concentrer la chaleur et pour empêcher le tassement des charbons qui se trouvent de ce côté du creuset.

La tuyère dont l’ouverture a 32 millimètres de largeur sur i 3 millimètres de hauteur, plonge de 5 à 10 degrés.

On garnit le pourtour du leu avec du fraisil et de la charbonnaille.

En couchant les plaques, on y fait des coches ou crans pour qu’il soit plus facile d’en déterminer la rupture , et d’en détacher des morceaux de 12 à 25 kilogrammes.

Le grès , qui sert de sole , doit avoir un grain assez fin , et doit.rèsister à la chaleur sans se fendre.

S’il est de bonne qualité , 011 peut faire 8 à 10 loupes dans le creuset avant de changer le fond ; mais on est déjà content lorsqu’il supporte quatre à cinq affinages successifs ; quelquefois il se brise au premier. On ne pourrait remplacer celte pièce par une plaque de fonte , parce que le métal s’y attacherait , et que d’ailleurs elle serait usée très-vite par le frottement des ringards. C’est aussi pour cette raison qu’na ne pourrait la brusquer.

Eo commençant le travail, on fait fondre, avec le premier mprçeau de plaque, une petite quantité de battitures ou do

laitiers riches pour tapisser le fond ; les autres fragmens de fonte, mis d’abord sur l’aire du foyer, et chauffés préalablement, se placent uu à un dans le feu, près du contrevent, dans une direction verticale. On jette sur la haire les lopins obtenus précédemment; ils s'échauffent , compriment le fraisil, et empêchent que le vent ne le disperse. Portés ensuite successivement dans le feu et placés au-dessus de la tuyère ils reçoivent la chaude nécessaire pour être forgés en barres*

v Le premier morceau de fonte s’affaisse peu à-peu en se liquéfiant, car le Veut ne peut agir que sur son extrémité inférieure; s’il tardait à se fondre, on l’approcherait un peu de la tuyère en l’inclinant. On doit fortement activer les soufflets, produire un vent rapide et donuer au métal une parfaite liquidité. Arrivé à ce bm, on doit ralentir le courant d’air, jeter un peu de baltitures sur le feu et brasser la masse avec un ringard, jusqu’à ce qu’elle devienne pâteuse.

Ensuite on place dans le feu un deuxième fragment de finss déjà chauffé au rouge ; on lui donne une position verticale comme au premier, et l’on augmente encore une fois la vitesse du a eut. Le second morceau, qui pèse ordinairement i 5 kilog. (le poids du premier est seulement de 12 kilog. ), entraîne dans la fusion la masse entière qui, de pâteuse qu’elle était, redevient liquide. Si l’on s’aperçoit alors quelle conserve beaucoup de crudité, on y ajoute une petite dose de laitier riche , ce qu’on doit pourtant éviter le plus possible. On ralentit encore le. vent dès que la fonte est liquéfiée, et on la brasse jusqu’à ce qu’elle se change en une pâte épaisse; mais il faut craindre qu’elle ne devienne trop dure en s’affinant, et qu’elle ue s’attache au fond du creuset.

Le troisième fragment de plaque, pesant 20 à u 5 kilog., doit être traité comme les prccédens. Toute la masse reprend de la liquidité; on- y jette un peu d’oxides riches ,, en la brassant avec force, et l’on ralentit très-peu l’action des machines soufflantes. Si l’on s’aperçoit alors que le fer s’attache an fond, qu il devient malléable et qu’il produit des scories douces, on donne un coup de vent extrêmement rapide, on brasse la matière sans interruption , afin de faire naître une vive effervescence. Après qu’on a continué le brassage quelque temps , la matière s’affaisse et le métal se rassemble en

forme de gâteau; on ne cesse de le travailler jusqu’à ce qn’il soit impossible d’y enfoncer le ringard.

On approche alors le quatrième morceau de fonte, qui pèse une quinzaine de kilogrammes, et qu’on place dans le feu, vers le centre du gâteau, de manière que ce dernier, attaqué par le fer cru au milieu seulement , se trouve percé jusqu’au fond , tandis que ses bords restent intacts ; le vent , très-rapide pendant la fusion, doit être modéré ensuite. Le brassage commence et il se continue jusqu’à ce que le bouillonnement qui a reparu ail cessé, et que la masse se trouve affaissée. On traite de la même manière le cinquième morceau de fonte.

Souvent même on en fait liquéfier un sixième. On doit , pendant le dernier brassage, donner toujours le vent le plus fort; toutefois on ralentit la vitesse du courant d’air, si l'on s’aperçoit qu’il forme un trou au centre de la loupe.

Pour empêcher que la loupe d’acier ne se couvre d’nne couche ferreuse, ou doit arrêter le vent à une époque convenable. On reconnaît ce moment, soit à la consistance de la masse, soit aux scories douces, qui s'attachent au ringard.

Dès que les soufflets cessent d’agir, on enlève le fraisil et la charbonnailie, on découvre le gâteau qu’on laisse refroidir un peu, afin qu’il ne s’en détache point de fragraens; on enfonce ensuite un ringard à coups de masses dans le creuset , à travers le trou du chio, et cVsl au moyeu de cette barre qu’on parvient à soulever la loupe al lâchée fortement à toutes les plaques du pourtour. On la coupe eu six, sept ou huit lopins de forme pyramidale, et dont les pointes se réunissent au centre, parce que l’acier est toujours un peu plus dur vers les extrémités.

Les lopins obteuus précédemment s’étirent pendant la . fusion; convertis en barres de ;»2 millim. d’équarrissage, ils sont délivrés aux raffineurs. Mais comme ces barres doivent être réduites à une faible épaisseur, on ferait mieux de forger les lopins en lames plates; il en résulterait une économie, et l’acier n’en serait que meilleur.

La consommation de charbon est très-grande ; elle s’élève quelquefois à 2 m. c., 6 , 3 g 8 par 100 kilog. d’acier. Le déchet varie selon la qualité du fer cru et l’adresse des ouvriers. Souvent on est satisfait lorsque trois parties de foute en don-

nent deux d’acier. Si le régule est meilleur, 7 parties efi donnent 5 ; et quelquefois, lorsqu’il est d’une excellente qualité, 4 parties de fer cru peuvent en donner 3 d’acier. Ainsi 100 kil. d’acier sont produits par i 3 o à i 5 o kilog. de fonte;

20 hectolitres de charbon de bois.

Chaque foyer n’est desservi que par un maître ouvrier, un marteleur et un aide , atteudu que Je travail ne peut se continuer sans interruption.

Dans quelques usiues , en ajoute de la ferraille à la masse fondue , après que le quatrième morceau est entré en fusion. La ferraille ainsi ajoutée est le tiers à peu près du poids total du lopin. Dans la principauté de Siégen , en Styrie , en Carinlhie, dans la Carniole et le Tvrol, on emploie des procédés différons. Les aciéries de Siégen affinent la fonte ttdle qu’elle sort des hauts-fourneaux.

En Styrie , on convertit d’abord la fonte grise en fer par la méthode à double fusion en usage dans ce pays; quant à la fonte blanche, on cesse de l’exposer au courant d'air, aussitôt qu’on s’aperçoit que le métal va louper. L’acier de Styrie, connu sous le nom d 'acier de /aulx , est quelquefois raffiné et forgé en petites barres : c’est ce qu’on appelle mock.

Le mock est plus doux que le stucksta/l ou acier d'Allemagne; celui-ci est traité Jaiis des feux brasqués ordinaires. La fonte, placée sur la brasque fortement damée, près du contrevent, est tenue avec des tenailles comme les lopins, et exposée à un vent lent. Elle fond doucement, et on y ajoute un peu de laitier riche. La fusion , lente dans la méthode shrienue, est rapide dans le procédé allemand. Aussi l’une s’affine par le repos et l’autre par le travail.

Les aciers fins , pour armes blanches , le brézian fin , le b’ézian commun , Varier roman, demandent beaucoup plus de soin; ou liquéfie d’abord la foute, et on l'affine par le brassage; mais la masse est coupée en plusieurs lopins, qui sont étirés dans un feu particulier. L’acier d’armes blanches s’étire en barres de 10 à la lignes d’épaisseur; le brézian en barres de 5 à 6 lignes.

On donne dans la principauté de Siégen le nom d 'acier edelstahl à un acier aigre, obtenu a Müssen , par un procédé analogue à celui qui est pratiqué dans le nord de l’Allemagne : seulement on y emploie la foute blanche provenant

de rhinéraîs spalhiques , el l’opération Se trouve conséquemment abrégée; on y ajoute, en outre, des battitures, et l’on ne fait écouler les scories qu’au moment de l’effervescence. Le mittelkœhr est un edelslabl moins cassaut.

Dans le département de l’Isère on affine la fonte pour acier, en la maintenant à l’état liquide dans le creuset , et brûiant peu à peu le carbone ; mais comme le bain de fonte est toujours recouvert d’une couche de scories, il s’en suit que le carbone se dégage avec une grande lenteur, et que l’opération pour achever une loupe dure de 24 à 3 o heures. Dans la Nièvre, la fonte est convertie préalablement en blettes, ce qui abrège un peu le travail.

Du raffinage de l'acier.

Les méthodes de fabrication de l’acier naturel, telles que nous les avons décrites , sont tellement incomplètes et incertaines, qu’on n’obtient que bien rarement uu acier homogène, tenace et élastique. Il est nèbe&aire, avant de le livrer au commerce , de le corroyer d’une manière analogue à celle qui est mise en usage pour le fer, et de rendre à son tissu une contexture plus régulière et une composition plus uniforme. Ce corroyage porte assez improprement le nom de raffinage.

Le nombre de chaudes qu’on donne à l’acier dans le raffinage, dépeud de la qualité de l’acier brut; plus celui-ci est homogène, moins il doit être raffiné.

Eu exposant trop souvent au feu le proto-carbure de fer, on brûle le carbone, et on court risque de changer complètement la nature du métal.

On commence par étirer les lopins en barres plates de 20 à 24 pouces de long, sur i 5 à 18 lignes de large ; on les plonge toutes rouges dans l’eau froide , et on les réunit en trousses, en ayant soin d’assortir le mieux possible les barres. L’habitude de l’ouvrier exercé lui fait facilement trouver cet assortiment à la cassure des lames.

Les barres extérieures de la trousse sont chacune d’un seul morceau ; mais celles qui sont placées entre elles peuvent être composées de lames de toutes dimensions el de morceaux brisés.

Les trousses sont portées dans un four de réchaufferie , et chauffées au blanc soudant, puis retirées avec des tenailles après avoir été saupoudrées d’argile.

Le but de cette opération est de les recouvrir d’une couche de laitier, et d’éviter le contact de l’air atmosphérique, qui ne manquerait pas de décarburer le métal. La trousse est ensuite portée sous le marteau ou sous le laminoir , et réduite en une barre carrée de 18 à ao lignes d’épaisseur. Puis on la coupe en deux, l'une sur l’autre, on les soude et on étire de nouveau celte trousse. La même opération se répète trois ou quatre fois.

Les foyers de réchaufferie sont semblables à ceux que nous avons décrits en parlant des reheating furnaces de l’affinage anglais; quelquefois ce sont des feux de forge; mais alors on les recouvre d’une voûte surbaissée. Dans les premiers, on brûle de la bouille; dans les seconds, du charbon de bois.

Le raffinage de l’acier est singulièrement amélioré par la grande expérience de l’ouvrier qui forme les trousses ; s’il est adroit, il peut remédier souvent à la mauvaise qualité de l’acier par l’assortiment bien entendu des lames, chaque fois cependant que cette mauvaise qualité ne provient pas de la nature de la fonte.

De l'acier de cémentation.

Si en ôtant à la fonte une certaine portion de son carbone , ou en la répartissant plus uniformément dans le métal, on parvient à faire de l’acier, il est possible de concevoir qu’on peut rendre au fer pur une certaine quantité de carbone , et le ramener à l’état de proto-carbure. La première méthode que nous venons de décrire a pour résultat l’acier naturel , l’autre produit l’acier de cémentation.

La cémentation du fer est peut-être la preuve la plus forte en faveur de la théorie du fer ; c’est cette théorie qui a conduit Réaumur à toutes recherches des cémens , et le choix descémens seuls pourrait indiquer la théorie de l’acier. Mais pu fait d’une grande importance, c’est que le fer, à l’étal

solide , peut se charger de carbone , sans produire autre chose que de l’acier, tandis que la fusion est nécessaire pour l'amener à l’état de fonte. Ceci seul servirait à expliquer la différence qui existe entre la fonte et l’acier, différence qui semble due à une manière d’être purement mécanique.

Le carbone ne peut saturer toute la masse du fer; la force de cohésion s'oppose à une combinaison générale ; car ce n’est qu’entre les corps liquides que celte combinaison peut s’opérer. Le carbone pénètre par couche, et la surface du fer est déjà aciérée , que le noyau n’a pas changé de nature.

L’acier de cémentation ne peut donc être homogène. On parviendrait à approcher de celte homogénilé en cémentant des barres très-minces, mais il serait à craindre qu’elles n’entrassent en fusion , surtout dans les ateliers où l’on travaille en grand , et où il est bien difficile de régler uniformément la chaleur.

On se borne à raffiner l’acier, c’est-à-dire à l’étirer en trousses, ainsi que nous l’avons dit; mais alors il faut répéter plusieurs fois les chaudes et avoir grand soin d’éviter le contact de l’air.

L’extrait ci après des mémoires de Réaumur servira à faire comprendre le travail de la cémentation, en même temps qu’il donnera une idée de la rare sagacité de cet excellent métallurgiste : nous conservons ses expressions propres.

« Les ouvriers qui font les grosses limes n’y emploient que du fer; ils les rendent néanmoins aussi dures que les limes d’acier. Les arquebusiers font prendre une dureté pareille à quantité de pièces de fusil, composées de pur fer et cela par le moyeu des trempes en paquet, c’est-à-dire comme nous l’expliquerons ailleurs plus au long, qu’après que ces ouvriers ont donné à leur pièce de fer une figure convenable, ils les renferment dans des boîtes de tôle avec un mélange de différentes drogues; ils enduisent ces boites de terre et les mettent ensuite dans un fourneau , où ils leur donnent un feu plus ou moins long, selon la grosseur des pièces renfermées. Après avoir retiré ces pièces du feu , ils les trempent toutes rouges dans l’eau froide, et elles s’y endurcissent comme l’acier.

« Or, pourquoi cette opération rend-elle le fer capable de prendre une pareille dureté ? Quand j’ai cherché à le dp-

couvrir, j’ai reconnu qüe c’est qu’elle convertit eh Scieries premières couches du fer.

« Alors les limes de fer agissent comme celles d’acier, leuis deuls sont d’acier comme celles des autres. Des expériences inutiles à rapporter ici m’ont pleinement convaincu du changement de celte partie du fer en acier, auquel les ouvriers ne. prennent pas garde; ils se servent d’outils réellement d’acier, et ils les croient de fer.

« La conséquence que j’ai tirée de celte observation , c'est que les matières employées pour les trempes en paquet pourraient faire la base des compositions propres à convertir le fer en acier; que si ceux qui trempent en paquet donnaient un feu plus long à leur pièce , ils les rendraient acier jusqu’au centre; cela serait fort inutile aux outils dont nous avons parle , qui n’ont besoin de dureté que dans leur première couche; mais la remarque m’était essentielle, à moi qui clitrchais à rendre des barres de fer entièrement acLr.

« Les hases des compositions employées pour les trempes en paquet sont des charbons pilés, des cendres, des suies qu’on assaisonne de sel, et qu’on mêle avec diverses matières, soit végétâtes, soit animales, soit minérales. Les secrets enseignés pour convertir le fer en acier reviennent assez souvent , pour le fond , à ces compositions ; mais éhaque ouvrier a ses ingrédiens favoris qu’il y fait enlrer; il a ses doses particulières dont il fait mystère. Après tout, quand les ouvriers d’Allemagne, d’Angleterre, ou des autres pays , m’eussent communiqué leurs compositions, j’en serais toujours venu aux essais que je rapporterai dans la suite : ils ne m’en eussent épargnés aucun ; indépendamment de l’intérêt du royaume, la matière était assez importante en soi pour mériter d'être examinée à fond. Il fallait s’assurer si les ingrédieus qu’on emploie sont les meilleurs, si on ne pouvait leur en substituer d’autres dont l’effet fût plus sur ou plus prompt: s’assurer par exemple si certains sels méritent la préférence dont ils sont en possession; si on n’en néglige point qui seraient employés avec plus de succès; si on ne fait point entrer dans ces compositions des matières qu’on en devrait écarter comme nuisibles, ou au moins comme inutiles; il fallait parvenir à déterminer les justes doses de chaque matière; chercher s’il n’y avait pas moyen de parvenir à faire en acier quelque chose de mieux que ce qu’on fait aujour-

d’hui ; voir jusqu’où la perfection de l’acier pourrait être portée. Enfin , il fallait réduire eu règle la manière d’opérer la conversion du fer en acier, en faire un art connu, aisé à exercer par les ouvriers; mais c'est un art qu’il fallait inventer avant que de le décrire ; on n’y pouvait parvenir que par un nombre d’expériences qui devrait sembler prodigieux ; j’ai osé le tenter, et je serai très-content du travail où elles m’ont engagé , si le public eu relire quelque avantage.

« Nous ne pouvons nous dispenser de commencer par donner une idée grossière de la façon dont on emploie les matières nécessaires pour opérer la conversion du fer eu acier. Communément on a des caisses ou de grands creusets carrés, dans lesquels on renferme les barres de fer qu’on veut changer en acier ; les uns font faire ces caisses ou creusets de tôle, les autres les font faire de fonte , et d’autres enfin n’emploient que des creusets de terre, au lieu de caisses; que'ques uns ont des fours construits exprès, où ils peuvent placer de longues barres. Quoi qu’il en soit , après avoir coupé ces barres d’une longueur proportionnée à celle de la capacité où on les veut mettre, on les couche, on les arrange par lits, qu’on séparé les uns des autres par d’autres lits faits de la composition propre à les changer en acier. Les creusets étant remplis, on les couvre, on les lute et on leur donne un feu violent, et plus ou moins long, selon la construction du fourneau, selon la quantité et l’épaisseur du fer qu’on y renferme. Il s’agissait de faire de» expériences qui découvrissent l’effet que produisent sur le fer différentes matières séparément , ou mêlées ensemble en différentes portions, qui envelopperaient ce fer pendant qu’il serait chauffé par un feu d’une force et d’une durée convenable. Pour y parvenir, je commence par faire faire quantité de petits creusets de terre, carrés ou carrés longs. Tous les creusets d’une même fournée étaient égaux et semblables ; je renfermais dans chaque creuset des morceaux de fer de même qualité, égaux en poids et en tontes dimensions , je leur donnais le feu le plus égal qu'il m’était possible ; j’entourais le fer de chaque creuset d’une matière différente ou d’un mélange de matières différentes. C’était donc uniquement à la différence des matières qu’il fallait attribuer la différence des changemens faits dans le fer, puisque d’ailleurs tout le reste était égal. J’ai souvent employé des creusets qui ne pouvaient

contenir qu'une demi-livre ou même un quarteron de fer, avec la composition qui le devait envelopper : par là j'avais la facilité d’expédier 3 o à 40 essais dans une seule fournée d’un assez petit fourneau. Si j’eusse voulu commencer par des expériences en grand, les fonds d'un puissant étal eussent à peine pu suffire à toutes celles dont j’ai eu besoin; aussi dirai-je en passant , que la plupart de ceux qui ont tenté de convertir les fers du royaume en acier, ont échoué pour avoir voulu commencer à travailler trop en grand ; il nous a paru que quelques-uns avaient le fond du secret; mais avant de savoir ce qu’il fallait y ajouter ou y retrancher, par rapport à la nature des fers auxquels ils doivent l’appliquer, ou par rapport à la construction des fourneaux dont ils étaient obligés de se servir, ils ont toujours voulu commencer par convertir à la fois une grande quantité de fer; leurs premiers essais leur coulaient si cher, qu’avant qu’ils eussent pu parvenir à faire tous ceux qui étaient nécessaires. pour rectifier les doses de leurs compositions, ils avaieut épuisé leur petite fortune et toutes les ressources qu’ils pouvaient tirer de ceux qui s’élaient consacrés à eux.

« Je commençai par essayer huit compositions différentes. Les trempes en paquet m’avaient donné l’idée de quelquesunes; jeteur enjoignis d’autres que j’avais trouvées imprimées, et une que M. d’Angervilliers, attentif au bien du royaume, nous avait tirée d’Allemagne, d’où son intendant de Strasbourg le met à portée.

« Le succès de celte première expérience fut au moins aussi heureux que je l’attendais ; les fers de tous mes creusets , après cinquante-neuf heures de feu , furent plus d’à moitié changés en acier; remis an feu une seconde fois et pendant un pareil temps, ils le furent tous entièrement : à la vérité ils n’étaient pas des aciers tels que je les cherchais ; les uns étaient trop grossiers, d’autres n’étaient guère plus durs que le fer; quelques-uns étaient fins et durs, mais ils ne pouvaient soutenir le marteau ; il eût été impossible de les travailler.

« C'en était pourtant assez pour m’apprendre que j’étais sur les voies, mais qu’il fallait démêler ce qui manquait à quelques-unes de mes compositions, ce que d’autres avaient de trop; enfin, qu’il fallait les décomposer chacune pour connaître l’effet de chacune de leurs matières, et que je

viendrais ensuite à combiner ces différentes matières en différentes proportions.

« Mais pour ne rien laisser en arrière et remonter aussi loin qu’on pouvait aller, je crus qu’il fallait commencer par rechercher si le fer qui a été chauffé long-temps et violemment sans être exposé à l’action immédiate de la Gamme, de cela seul n’acquérait pas les qualités de l’acier; si la durée du feu seule n’avait pas produit une partie des changemens que j’avais observés.

« Pour m’eu éclaircir, je renfermai des morreaux de fer dans divers creusets , où je ne les entourai que de matières insipides ou presque insipides; les uns étaient entourés de terres à potier, pareilles à celle dout le creuset était fait; d’autres de plâtre, d’autres de poudre d’os calcinés, d’autres de différentes sortes de sables, d’autres de cendres lessivées ; et enfin d’autres de verre pilé.

- Tous ces essais m’apprirent que le feu n’était pas capable de convertir en acier un fer qui n’était environné que de matières trop terreuses , et presque insipides : plusieurs de ces matières ont pourtant produit des effets Jifférens sur le fer, qui m’ont paru mériter d’être remarqués, et qui pourraient avoir leur utilité.

« La chaux ordinaire , par exemple , la chaux d’os ou les os calcinés , loin de donner au fer quelque disposition à être acier, n’eu out fait qu’un fer plus doux à la hme et au mar r teau; et c’est une observation dont nous ferons, dans la suite, des usages qui valent peut-être bien celui de convertir le fer en obier*

« Mais une seconde observation, que la précédente rendra encore plus singulière, c’est que le plâtre, qui n’est lui-même que la chaux d’une espèce de pierre tendre, et dont on aurait dû attendre des effets assez semblables à ceux de la chaux ordinaire, en a produit de très-différens. A la vérité, il n’a point changé le fer en acier; mais qui aurait soupçonné que ce fût un des fondans du fer les plus efficaces? Quand j’ai donné au creuset , où j’avais mis du plâtre , une chaleur aussi violente qti’aux autres creusets, j’ai trouvé les barres de fer réduites en une masse roude ou un peu aplatie , en un mot , dans une masse qui s’élait moulée sur le fond du creuset.

« Quand la chaleur a été moins vive , que le fer n’a pas

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été mis en fusion , il a été tout divisé en écailles qui se séparèrent pour peu qu’on les touchât, il restait seulement au centre de chaque barre quelques filets d’uu fer fort doux, mais les écailles étaient friables, comme sont toutes les écailles du fer. J’ai quelquefois ouvert les creusets où j’avais mis du plâtre.f lorsque le feu commençait à s’échauffer. J’ai vu un phénomène singulier ; le plâtre rejaillissait par bouillonnement hors du creuset, comme l'eût fait une liqueur, mais beaucoup plus haut.

« C’étaient de vrais bouillons, de vrais jets d’une poudre fine, car le plâtre était resté en poudre comme il avait été mis ; aussi les creusets où j’ai mis du plâtre ont presque toujours été brisés avant d’avoir soutenu une grande chaleur.

« Après celte expérience, j’ai tenté si la chaux ordinaire et la chaux d'os n’aideraient point de même à la fusion du fer; et il ne m’a pas paru qu’elles la facilitassent.

« Le fer qui avait été entouré de sable, tel que celui de Jentenai-aux-Roses, fort estimé des fondeurs de Paris; ce fer, après avoir été tiré du creuset, ne parut que plus doux ; il n’eu t son ancienne dureté qu’après avoir été trempé dans l’eau froide.

« Cette expérience apprend que les forgerons peuvent hardiment jeter des sables de la nature du précédent sur le fer qu’ils veulent empêcher de brûler dans la forge, qu’ils n’ont point à craindre qu’il en devienne plus rebelle au marteau ou à la lime.

« Quoique le fer n’eût pris dans cette expérience aucune disposition à être acier, il est pourtant à remarquer que dans celle-ci et dans quelques autres, il s’y est fait une sorte de changement , mais, auquel le feu a , je crois , la plus grande part. Les barreaux de fer qui étaient fibreux y perdirent leurs fibres, et les barreaux de fer qui étaient composés de lames se trouvèrent ensuite avoir des lames plus petites.

« Les morceaux de fer qui ont été enveloppés de terre à potier, ou glaise molle qui avait été moulée sur leur figure, sont aussi restés pur fer.

« Ils ont paru cependant résister plus à la lime que ceux qui avaient été mis dans les autres compositions.

« Les cendres lessivées firent au plus autant d’effet que la terre à potier.

(« Le verre approche assez de la nature des sables, et a,

à la vérité, plus de sels qui le rendent plus fusible; mais il garde ceux dont il s’est saisi.

« Le fer de quelques creusets était entouré de verre pilé qui avait été passé par un tamis très-fin.

« Ce fer a pris quelque dureté sans devenir acier en aucune façon.

« Ce que cette expérience a fourni de remarquable, c’est que les barreaux qui avaient été mis dans les creusets noirs, sales, peut-être un peu rouillés, en sortirent très-blancs; l’acier qui découvre le mieux n’est pas si blanc dans les endroits où il a été trempé le plus chaud.

« Le verre s’élait fondu, il avait mouillé, et pour ainsi dire lavé les morceaux de fer; il en avait emporté toute la crasse sans en enlever d’écailles, au moins le volume du fer n'étail-il pas diminué sensiblement.

« Plusieurs arts demandent un fer parfaitement décrassé, on décape ou décrasse dans des eaux aigres les feuilles de fer qu’on veut élamer ; peut-être y a- t-il des circonstances où on pourrait substituer à ces eaux l’expédient que nous fournit l’expérience précédente; s’il réussissait, il épargnerait un long et fatigant travail, comme l'apprend l’art d’étamer le fer ou de faire le fer-blanc en feuilles.

Mais le résultat des expériences précédentes, qui regarde notre objet présent, c’est que le fer ne saurait être converti en acier par la seule chaleur du feu, et que cette chaleur ne trouve pas des secours suffisans dans les matières iusipides, trop terreuses, trop dénuées d’huile ou de sels; que ces matières terreuses ne sont pas elles-mêmes propres à avancer la conversion du fer en acier.

« Les faiseurs de trempes en paquet vantent le suc de quelques plantes pour rendurcissement du fer; plusieurs font surtout entrer beaucoup d'ail dans leurs compositions; jamais les sauces les plus piquantes n’ont été assaisonnées d’autant de sucs de cette plante que le furent des matières insipides dont j’enveloppais les fers de quelques creusets; mais cet assaisonnement n’a pas fait une composition fort active, elle n’a pas changé la condition du fer.

« J’ai essayé ensuite ce que pouvaient seules sur le fer les graisses et les matières huileuses.

« J’ai abreuvé copieusement de différentes graisses, comme de suif ordinaire et de différentes huiles , surtout l’bpile do

iin , des terres et des chaüx que j’avais reconnues ei-deVant incapables de produire par elles-mêmes aucun effet.

« De ces «erres ou chaux abreuvées, j’ai fait des espèces de pâtes dont j'ai enveloppé les fers de différens creusets. J’ai reconnu par ces expériences que les huiles seules n’étaient pas en état d’agir sur le fer pour le convertir en acier.

« Il arrive, à la vérité, que ces huiles sont plutôt brûlées qu’on ne voudrait ; mais quoique, pour les empêcher de se brûler vite, j’aie souvent luté les creusets avec grand soin, je n’ai pas vu qu’elles aient produit de changement dans le fer par rapport à l’acier.

« J’ai de même éprouvé l’effet des sels, soit en n’entourant que de sels de différentes espèces des lames de fer, soit en mêlant une quantité considérable de ces sels avec des matières terreuses et insipides.

« Ces expériences m’ont encore appris que les sels seuls ne pouvaient donner au fer aucune disposition à être acier; tout ce qu’ils ont fait a été de couper les fibres du fer doux sans le mettre en état de prendre des grains et de la dureté par la trempe.

« Mais j’ai vu que cet effet, qui ne pouvait être produit, ni par le feu seul, ni parles huiles ou graisses seules, ni par les sels seuls, le pouvait être par des sels mêlés en certaines proportions.

« On sait que le savon n’est précisément qu’une huile épaissie par des sels alcalis jusques à devenir un corps solide. J’ai mêlé du savon en différentes doses avec des matières purement terreuses ; le fer qui a été entouré par ce mélange a été changé en acier a moitié ; je veux dire que la partie inférieure des barreaux a pris les qualités de l’acier, pendant que les parties supérieures sont restées fer ; si la conversion n’a pas été faite en entier , ce n’est pas par le défaut de qualité du savon , mais parce que s’étant fondu il n’a pu agir que sur le fer qui y était.

« Le fer qui avait changé de nature était, à la vérité , de fort mauvais acier; mais tel qu’il était, il prouvait du moins que c’est du mélange des parties huileuses et des parties salines que l’on doit attendre la conversion dn fer en acier.

« J’ai donc passé ensuite à essayer des matières chargées

naturellement d’builes, de sels, j’ai d’abord essayé ces matières seules, sans aucun mélange.

« J’ai mis dans quelques-uns de mes creusets des charbons de bois réduits en poudre; dans d’autres du charbon de terre ; dans d’autres de la suie , tantôt telle qu’on la tire des cheminées, tantôt après l’avoir fait brûler; dans d’autres de la corne assez brûlée, pour être réduite en charbon et non en cendres ; je la faisais piler et ensuite passer par un tamis.

« Dans d’autres creusets, j’ai mis de la savate brûlée au même point que la corne et préparée de la même manière.

« J’ai aussi essayé des ûentes de divers animaux , comme celles des chevaux, des poules, des pigeons, soit sans les faire brûler, soit après les avoir fait brûler. J’ai trouvé que chacune de ces matières avait la force de chauger le fer en acier, ce qu’on devait attendre des parties huileuses et salines dont elles sont imprégnées.

« Mais- toutes ces matières ne sont pas également efficaces. Le charbon de bois, la suie, la savate brûlée peuvent seuls changer le fer en aciers Uns et durs , mais qui sont pour lordinaire difficiles à travailler; qni, après avoir été forgés restent pleins de fentes et de gerçures. D’ailleurs ils demandent un feu un peu long ; l'effet de la suie et celui de la savate sont pourtant plus prompts que celui du charbon.

« La corne, si vantée par les faiseurs d’acier, ne m’a paru avoir aucun avantage sur la suie , elle a même produit beaucoup moins d’effet. La cendre ne reud pas le fer difficile à travailler , mais elle le rend très-peu aciex ; elle en fait au plus un acier très-grossier qui ne mérite pas le nom d’acier.

« La fiente de pigeon donne des aciers fins , mais intraitables, c’est-à-dire, des aciers qui, lorsqu’on les forge à chaud, s’en vont par parcelles sous les coups du marteau.

« La ûenle de cheval et la fiente de poule n'ont guère fait plus qu'une cendre ordinaire.

« Le charbon de terre, qui avait été pilé et passé, a produit un effet très-prompt ; il a beaucoup diminué le volume du fer , il l’a rongé, il en a fait un acier dur, ûn, mais intraitable.

« Le résultat général de ces dernières expériences me parut être que plusieurs des matières ci-dessus pouvaient en-

trer dans les compositions propres à convertir lé fer en acier; qu’il fallait retrancher quelques-unes ou modérer leur effet ; telles sont celles qui rendent l’acier intraitable; qu’il fallait au contraire chercher à animer l’activité de celles qui semblent agir trop faiblement ou trop lentement et pour cela éprouver si l’addition de certains sels ne les mettront pas en ^tal d’agir plus efficacement.

« J’ai donc cherché quels secours on pourrait donner à ces matières. J’ai tâché de découvrir de quels sels on les devait attendre.

« Plus les expériences sont composées, et plus il est difficile de prononcer sur leur cause et même sur leur succès ; aussi était-il plus difficile de décider sur l’effet de chaque sel que sur celui des matières que j’avais tentées.

« Les sels, comme nous l’avons vu ci-devant, n’opèrent rien par rapport à la conversion du fer en acier, quand ils sont seuls ou mêlés avec des matières trop terreuses : d’autres expériences avaient montré jusqu’où va l'effet du charbon seul , je l’ai pris pour base et j’ai essayé ce qu’il ferait de plus selon la différente espèce de sel avec laquelle il aurait été combiné : c’est ainsi que j’ai cru devoir éprouver d’abord l’effet des différentes sortes de sels. J’ai pris un poids égal de chacun , je l’ai mêlé avec un poids de charbon beaucoup plus grand que oelui du sel, mais égal dans chaque creuset, et qui parlant en tournant un morceau de fer

égal-

« J’ai fait ensuite de pareils essais sur les mêmes sels en leur donnant pour base,' pour intermède, un mélange de suie, de cendres et de charbon dont nous déterminerons ailleurs les proportions.

« Les effets des sels, éprouvés de ces deux différentes manières, m’ont semblé être à-peu-près les mêmes , et voici ce que j’ai pu tirer de plus essentiel de ces expériences répétées diverses fois.

« Il m’a paru que les alcalis fixes accéléraient la conversion du fer en acier , mais qu’ils le rendaient presque toujours un acier difficile à forger , plein de gerçures , qui ne se laissait pas souder ni corroyer.

« C’est ce que j’ai vu lorsque j’ai employé différentes soudes, comme celles de Carthagène, d’Alicante, des potasses, etc., etc., le natron d'Egypte, qui parait tenir aussi des

ÿels alcalis; ét que quelques chimistes donnent pour exemple des alcalis qui ne sont pas l’ouvrage de l’artiste, le natron d’Egypte, dis-je, m’a de même donné un acier difficile à forger.

« D’autres sels m’ont paru plutôt arrêter qu’aider l’effet du charbon : tel a été le borax.

« J’ai douté aussi si l’alun et le vitriol vert avaient con J tribué de quelque chose à avancer la conversion du fer ; je n’ai été sûr qu’ils aient opéré quelque chose, qu’après les avoir employés en dose considérablement plus forte que les autres sels. •

« Un effet plus singulier de quelques sels , c’est que l’acier qui a été leur ouvrage u’a pas été un acier durable ; l’acier qui, après avoir cté forgé et trempé une fois avait un grain beau et fin , forgé et trempé une seconde fois n’avait plus ou presque plus de grain.

« Cet effet singulier n’a pas pourtant été constamment produit par les mêmes sels ; je veux dire que quand j’ai voulu refaire, avec ces sels des aciers peu durables, je n’y ai pas toujours réussi.

« Les sels qui m’ont donné quelquefois des aciers si peu fixes, ne sont pas de même nature, ce qui rend ce phénomène plus difficile à expliquer; ce sont les sels ammoniac, le sel appelé sel de verre, le vitriol, le salpêtre concentré par le tartre, ou le sel qu’on tronve après avoir fait brûler deux parties de tartre et une de salpêtre mêlés ensemble.

« Ce dernier sel, comme tous les sels alcalis, a produit un acier difficile à mettre en œuvre.

« On a reproché aux aciers faits de fer forgé de perdre de leur finesse à mesure qu’on les travaille, mais ce n’est pas un défaut qui leur soit général , il est propre à ceux qui doivent partie de leur transformation à des sels analogues à ceux dont nous venons de parler.

« Les aciers de fer forgé se soutiennent à-peu-près comme ceux qui sont tirés immédiatement des fontes quand ils ont été faits avec les ingrédien» convenables.

« Enfin , la conclusion la plus importante que j’ai tirée des expériences sur les sels, c’est qu’elles ont démoutré que de tous les sels, le plus propre à changer le fer en acier fin, dur , aisé à forger , qui ne s’affaiblit point pour être forgé , est le sel marin ; le sel gemme et le sel tiré des chaudières où

l’on raffine le salpêtre , quoique de même nature, ne m’ont même jamais si bien réussi que le sel tiré des eaux de la mer , ce n’est point que je croie qu’on ne puisse substituer le sel tiré des mines ou du salpêtre au sel tiré des eaux de la mer; mais je rapporte scrupuleusement ce qui m’a paru, quand je dis que le sel marin m’a mieux réussi.

« Pour avoir des expériences plus complètes sur les sels t après avoir essayé l’effet des sels secs, j’ai voulu faire quelques tentatives avec des sels fluides, des esprits de sels. J’ai imbibé d’eau forte le charbon dont je voulais remplir un creuset, jusqu a ce qu’il fût réduit en une pâte molle; le fer enveloppé de celte pâte , est devenu un acier qui n’a duré que jusqu’à la première trempe ; forgé et trempé une seconde fois, il est redevenu fer.

« Si nous ne nous étions interdit tout raisonnement dans cette première partie, cette expérience nous donnerait occasion d’expliquer pourquoi les aciers faits par certains sels ne sont pas durables comme ils le seraient s’ils étaient faits avec le seul charbon.

« Je n’ai pas cru devoir pousser plus loin les expériences sur les esprits des sels; il ne serait pas commode, dans la pratique, d’être obligé d’y avoir recours , la dépense en pourrait être trop augmentée; il est à craindre que Papier qui serait l'ouvrage d’esprits , quels qu’ils fussent , ne se soutint pas au feu comme ceux qui sont faits par des sels secs; d’ailleurs l’évaporation des esprits renfermés dans les creusets serait très-considérable.

« Outre les sels, j’ai cru devoir tenter si on n’emploierait point avec succès diverses matières minérales, qui, sont de grands fondans du fer, et qui par conséquent pourraient être soupçonnées propres à changer sa tissure; quelques-unes de ces matières sont indiquées excellentes pour certaines trempes. Tels sont l’antimoine , l’arséuic, le soufre commun et le vert-de-gris. Mais de quelque façon que les trois premières aient été combinées, j’ai trouvé qu’elles n’étaient bonnes qu’à gâter le fer ou l’acier; pour le vert-de-gris, employé en petite quantité comme les sels, il ne m’a pas paru produire d’aussi mauvais effets qu’on eu aurait pu attendre , il n’a pas empêché l’acier de se souder, ce qui est bien contraire aux préjugé des ouvriers, qui croient que tout cc qui tient un peu du cuivre rend le fer intraitable,

« La tissure du fer qui avait été entouré de charbon pilé avec de l’antimoine, a été changée, mais sans devenir celle de l’acier. Il n’avait plus ni laines brillantes ni fibres comme les fers ordinaires, ni grains comme l’acier; les molécules avaient pris une figure moyenne, elles étaient plus aplaties que les grains d'acier et plus relevées que les lames du fer ; elles étaient ternes, au lieu que le% lames de fer sont brillâmes.

« Le soufre commun, employé en même dose et avec même dose de charbon que les matières précédentes, a changé un fer doux en un fer intraitable, et a empêché le charbon de le rendre acier. Mais lorsque j’ai mêlé la même quantité de charbon avec un poids d’acide de soufre égal à celui du soufre que j’avais fait entrer dans l’autre mélange , le fer n’a pas laissé de se changer en acier grossier et qui se soudait difficilement.

« Après avoir éprouvé toutes les matières que j’ai imaginées capables d’agir sur le fer, après avoir reconnu celles qui étaient entièrement «à rejeter et celles qui pouvaient être employées avec quelque succès, il restait à essayer quel effet produiraient les matières efficaces différemment combinées ensemble en différentes proportions, laquelle de ces combinaisons était la plus heureuse ; et au moyen de toutes ces tentatives, il n’y avait guère d’apparence que les plus avantageuses des compositions pour convertir le fer en acier m’échappassent, A la vérité le nombre des combinaisons qui se présentaient était grand, mais il n’était pas aussi immense qu’il le pouvait paraître. Ou n’est pas obligé d’avancer par des différences presque insensibles, quand on veut produire des effets sensibles. Les précisions physiques ont d’assez grandes latitudes.

« Après, dis-je, toutes ces expériences, les compositions qui m’ont paru les meilleures ne demandent que du charbon pilé, de la cendre, de la suie de cheminée, et du sel marin.

« Mais de ces matières mélangées en differentes proportions, ou peut faire différentes compositions, dont celle que je regarde comme la plus propre à changer le fer en acier très-fin et très-dur, consiste en deux parties de suie, une partie de charbon pilé, une partie de cendre, trois quart*; de partie ou quelque chose de moins de $el raarjq,

«Je donne â celte Composition la préférence, lorsqu'on a à convertir en acier les fers qui y sont les plus propres. Une autre partie de notre art apprendra les caractères de ces fers, mais cette même composition nVst pas celle qui convient le mieux à certains fers; elle en ferait des aciers trop difficiles à forger, qui auraient peine à se laisser souder ou corroyer, et qui, après avoir élé^lravaillés , resteraient galeux. Ces sortes de fers demandent une composition moins active ; voici celle qu’on leur doit donner : prenez deux parties de cendre, une partie de suie, une partie de charbon et trois quarts de partie de sel marin ou environ , comme dans la première.

« Celte dernière composition peut , comme la première, être employée avec succès sur les fers les plus propres à devenir acier; elle les convertit comme l’autre en bons aciers; mais elle agit plus lentement ; quand on se sert de cette composition, l’opération n’est finie qu’après une durée du même feu beaucoup plus longue , et cette raison seule mériterait la préférence à la première composition à qui elle est peut-être due encore , parce qu’elle donne quelques degrés de finesse de plus à l’acier.

« On verra même dans la suite qu’on peut toujours hardiment employer sur diverses sortes de fer, qu’elle change néanmoins en aciers un peu difficiles à traiter, et cela parce que nous donnerons des remèdes pour corriger les mauvais effets qu’elle aurait pu produire , et ces remèdes ne coûteront guère en temps et en charbon que ce que demande de plus la composition.

« On prescrit au moins des doses dont on ne permet pas de s’écarter, c’est à quoi ne manquent guère les donneurs de secrets , nous les imiterions , et nous n’en avons nulle envie, si nous manquions d’avertir qu’entre les deux compositions nus nous venons d’enseigner, il y a une infinité de moyennes dont on peut se servir avec succès.

« Nous n’avons déterminé si précisément les doses des deux précédentes, que parce qu’il faut donner à la plupart des ouvriers quelque chose de fixe, à quoi ils puissent se tenir ; mais ce que nous pouvons et devons assurer , c’est que les doses de ces deux compositions apprennent les limites entre lesquelles il est à propos de se renfermer. On ne saurait s’en écarter beaucoup sans courir risque de faire

de l’acier trop gèossier, et qui demanderait une opération trop longue: si, par exemple, on diminuait dans la première composition la dose de la cendre, ou qu’on voulût l’en exclure entièrement, il serait très-rare de trouver des fers qu’elle changeât en aciers aisés à travailler.

« Si , au contraire , on augmentait trop la quantité de la cendre , qu’on lui donnât à elle seule trois des parties de la composition et qu’on divisât la partie restante entre le charbon et la suie , il faudrait un feu beaucoup plus long pour rendre le fer acier, employer une beaucoup plus grande quantité de composition , et souvent on n’aurait que de l’acier grossier.

« Mais lorsqu’on prendra des termes moyens entre les deux limites que nous avons assignées, on pourra le faire sans inconvénient.

« Par exemple, un tiers de suie, lin tiers de cendres et un tiers de charbon avec la dose de sel de l’une des compositions, feront un mélange qui réussira.

« Mais si on a du fer qui ait toutes les qualités requises pour devenir de bon acier, la première composition vaut mieux , par les raisons que nous avons indiquées , et si on a un fer à qui quelques-unes de ces qualités manquent , il est plus sûr de se servir de la seconde que de l’autre.

« En voiià assez pour conduire dans la pratique ; nous ajouterons seulement pour règle , que plus il y a de matières huileuses dans la composition , et plus il y a de risque de faire un acier gerçeux , difficile à forger , et plus aussi l’acier se fait promptement : c'est la suie et le charbon qui contiennent ordinairement les matières huileuses; on en diminue la quantité, quand on affaiblit la dose de ces deux matières et qu’on augmeute celle de la cendre, qui est principalement employée pour modérer l’effet des deux autres; elle agit aussi par les sels alcalis ; mais elle n’en a pas assez pour qu’ils puissent produire le mauvais effet dont nous avons parlé dans nos remarques sur l’action des différens sels.

«« Pour me convaincre encore davantage de ce mauvais effet d’une trop grande quantité de parties huileuses, j’ai abreuvé d’huile de lin les matières de la première composition; l’acier a été rendu très-difficile à forger dans les circonstances où il ne l’eût pas été si la composition n’eût pas eu cette addition d'huile.

« La dose de sel marin que nous avons déterminée n’est pas non plus si essentielle qu’elle ne puisse être variée; un pourrait même absolument l’exclure, mais l’opération serait plus lente : le sel contribue fort à l’accélérer, et concourt à la dureté et à la ûnesse de l’acier.

» Si on excluait le sel marin il faudrait une plus grande quantité de fer.

« On peut aussi augmenter cette dose; mais augmentée jusqu’à un certain point elle est nuisible ; si on la double ; par exemple , il y a à craindre de rendre l’aeier gerçeux. ; soit que ce sel fasse cet effet par lui-même , soit qu’il donne plus de facilité aux parties huileuses de s’introduire dans le fer : cependant l'augmentation du sel marin ne m’a jamais paru produire de si mauvais effets que l’augmentation des matières huileuses.

« J’ai mis dans un creuset du charbon pilé tout seul, c’està-dire sans sel et sans autre matière, mais en grande quantité par rapport au poids du fer; ce fer a été changé en acier lin, mais ce n’a été qu’après un temps presque double de celui qu’il eût fallu à la première composition pour opérer le même effet, et cet acier, apres avoir été forgé, était plein de gerçures.

« Quand j’ai voulu faire entrer dans mes compositions des matières iusipides ou presque insipides, comme de la terre à potier, du sable, de la chaux , j’ai arrêté ou affaibli l’effet des matières actives selon que j’ai donné des doses plus fortes ou plus faibles des insipides.

« C’est aussi l’effet qu’on devait attendre.

« Si pourtant on avait à convertir en acier des fers qui ont trop de dispositions à devenir des aciers difficiles à forger, on pourrait en rendre quelques-uns des aciers traitables , en modérant l’effet des matières actives par quelques matières absorbâmes. Qu’à notre composition faible, savoir de deux parties de cendres, d’une partie de charbon, d’une partie de suie et trois quarts de partie de sel, qu’à celte composition, dis-je, on ajoute une partie de chaux ordinaire, ou, pour le mieux encore, une partie de chaux d’os, c’csl-à dire, une partie d’os brûlés et réduits en cendres.

« Il y a des fers que, par toute autre composition , je n’avais pu cbauger qu’eu des aciers qui ne pouvaient soutenir le marteau, qui, par celle-ci, sout devenus des aciers fa-

«les à forgef. On peut même pousser plus loin la dose des matières insipides.

« J’ai fait quelquefois convertir du fer en acier après avoir mêlé deux parties de chaux d’os avec une partie de cendre , une de charbon, une de suie, et la dose de sel ordinaire; mais après tout, il vaut mieux ne point chercher à changer en aciers les fers qui demandent qu’on introduise ces correctifs dans les compositions; si ou y en introduit trop, ils arrêtent totalement le succès de l’opération. J’ai , par exemple, essayé un procédé rapporté dans uu livre à secrets qui concerne les arts , imprimé à Paris , chez Jombert , en 1716, tome 1, page ta, qui ne m’a pas réussi , et cela, je crois, parce qu’on y met une dose de chaux vive trop forte par rapport au reste. Ce procédé veut qu’on prenne une partie de suie, trois quarts de partie de cendre de bois de chêne , un quart de partie d’œufs broyés; qu’on fasse bouillir le tout dans douze parties d’eau jusqu’à ce que ces douze parties soient réduites à quatre; qu’on y trempe les billes de fer et qu’on les stratifie ; on arr ange par lots séparés par la composition faite de trois partit-* de charbon, trois de chaux vive, une de suie et un quart de sel décrépité. Ce beau procédé a laissé mon fer très doux , ce que j’ai attribue à la trop grande quantité de chaux vive.

« J’ai quelquefois ajouté uu huitième de partie de chaux dans mes compositions ordinaires: en si petite dose elle n’y a pas fait de mal ; elle a même produit un bon effet , qui a été dé diminuer certaines boursoufflures , dont nous parlerons ci-après, qui s’élèvent quelquefois sur la surface du fer. Une dose de plâtre plus faible que celle de la chaux , c’est-à-dire environ un douzième de partie, est encore plus efficace pour les arrêter.

« Le verre pilé, que quelques-uus font entrer dans leurs compositions, n’a guère aussi d’usage que de diminuer ces boursouflures, mais il ne fait pas mieux que la chaux et le plâtre, et ce serait un embarras dans le 3 manufactures que de recouvrer assez de verre pour le piler. D’ailleurs, le mal auquel il remédie est si léger, que c’est un mal dont on ne doit nullement s’inquiéter; il faut surtout avoir en vue, dans des établissemens en grand , de n’employer que des matières aisées à avoir.

« Le même livre dont nous venons de parler ci-dessus en-

seigne, page 81, une autre composition d’un des ingrédiens de laquelle il serait, par exemple, difficile de se fournir pour le travail eu grand : elle consiste en douze parties de charbon de hêtre éteint dans l’urine, dix parties de corne , trois parties de poudre d’écorce de grenade. Où des manufactures feraient-elles leur provision de cette dernière poudre , que d’ailleurs je crois ici plus nuisible qu’utile ?

<< Mais pour revenir aux deux compositions à qui nous avons cru devoir donner la préférence, elles ne demandent heureusement que des drogues faciles à recouvrer partout , et qui , si on en excepte le sel marin , sont pourtant à bon marché; les préparatifs qu’elles veulent n’engagent pas aussi à de grands frais. Pour la suie tout se réduit à la faire passer par un gros sas, ou jme espèce de crible; si on la réduit en parties fines, tout pourtant n’en sera que mieux; il n’est point du tout nécessaire de la faire brûler, ce que j’ai reconnu après l’avoir employée brûlée et non brûlée. A l’égard de la cendre, malgré tout ce qu’on a dit sur le choix qu’on en devait faire, pourvu qu’elle soit de bois neuf, de quelque espèce que soit le bois, je l’ai toujours trouvée bonne; on la passe par un tamis médiocrement fin, on passe le charbon par un tamis , apres l’avoir réduit en poudre par le moyen d’un pilon. Tout charbon peut être employé, quoique celui de chêne soit un peu plus actif. Le charbon de bois blanc ne m’a pas paru réussir d’une manière différente sensiblement. Le charbon de hêtre, moyen entre celui de chêne et de bois blanc, mérite peut-être d’èire préféré; mais à parler naturellement, ce sont des différences difficiles à démêler par les expériences les plus exactes , et des différences si légères importent peu dans la pratique. «

De toutes ces observations il résulte qu’en plaçant des barres de fer pur dans du charbon en poudre ou avec le cément suivant, par couches stratifiées.

Suie

. o,8 ou 0,4

Charbon de bois. .

Cendres

Sel marin. . . .

on obtient l’acier de cémentation; que chaque ouvrier a sqp cément particulier ( c’est ainsi que beaucoup de peysoqneq

préfèrent le charbon animal au charbon de bois ), que d’autres emploient le carbure de fer ; que certaines usines humectent légèrement le charbon pour aider à la stratification, tandis que nombre d’étahlissemens proscrivent cet usage, comme très-nuisible à la cémentation.

Quoi qu’il en soit, le fer et le charbon doivent être protégés contre l’oxigène , et la fusion doit être évitée. C’est pour cela qu’on stratifie dans des caisses de tôle , de fonte , de grès ou de briques, placées dans des fourneaux de cémentation , et disposées de manière que la chaleur les pénètre de toutes parts , jusqu’à ce que le charbon ait pénétré toute la masse du métal.

Les fourneaux de cémentation sont carrés , et se terminent par une voûte surbaissée; les caisses placées dans l’intérieur sont posées sur des supports pour que la flamme passe par-dessous, et le vent est fourni par des ouvertures latérales ménagées au niveau de la sole. Les caisses sont entourées de toutes parts de combustible , et le tirage est favorisé ou retardé à l’aide de registres établis à la cheminée.

Les caisses en fer s’oxidenl facilement à une haute température ; celles en fonte changent de nature. On préfère , en beaucoup d’endroits, employer les briques ou l’argile à leur confecliou; en Angleterre, on les fait en grès réfractaire. Lorsqu’on emploie l’argile, il faut avoir soin d’y mêler une certaine quantité de sable quartzeux pur; cette addition diminue le retrait de l'argile , et empêche qu’elle ne se fende dans les températures élevées.

On doit tenir compte , dans la cémentation , de l’alongement du fer en passant de la température ordinaire à la chaleur blanche. Une barre de 56 ponces , par exemple, en aura 5 7 de longueur à celle température. La caisse destinée à renfermer des lames de celte dimeusion devra donc avoir 60 pouces environ : d’un autre côté , si l’on poussait trop loin cette précaution, on laisserait trop d’espace vide, et on nuirait à l’opération.

La première condition de la cémentation, c’est qne le fer soit aussi pur que possible, à moins qu’il ne provienne de minérais magnésifères. Le fer affiné au charbon de bois est préférable à celui obtenu à la houille, parce qu’il est moins chargé de silice; de même que, dans la fabrication de l’acier naturel , la fonte obtenue au coke mériterait la préfpr ' ‘ ’ • ' 6

fënce , si elle n’était presque toujours surcarburée et n’exigeait conséquemment une opération longue et plus coûteuse.

Le charbon est mauvais conducteur du calorique, il ne faut pas, d’après cela, que les couches charbonneuses soient trop épaisses, parce qu’elles retarderaient la cémentation. On leur donne ordinairement 6 «à 9 lignes , et l’on aurait tort de donner à la masse des couches une trop grande épaisseur ; car il faudrait alors élever la température à un liant degré, afin que le milieu fut convenablement échauffé; mais il arriverait, dans ce cas, que la qualité de l’acier le plus proche des parois de la caisse serait altérée, et ne répondrait nullement à celle de l’acier du centre. Cette observation doit varier avec la grosseur des barres; car plus le fer est épais, et plus le calorique se propage avec facilité.

La température du fourneau de cémentation est portée à 90 et même 100 degrés du pyromètre. On évite d’y arriver subitement; ce n’est que peu à peu et par 'degrés qu’on y parvient. Le feu doit être ensuite gouverné et entretenu à la même intensité jusqu’à la fin de l’opération ; les grands fourneaux demandent, en commençant, beaucoup de ménagement : un trop faible consume une grande quantité de combustible; une chaleur trop forte met l’acier en fusion et ne produit que de la foDte très-aigre : il faut au carbone un certain temps pour se répandre avec uniformité dans la masse.

A mesure que l’aciération avance, la masse contenue dans la caisse s’affaisse, et si le couyercle est immobile, l’air remplit le vide qui se forme. Cet inconvénient est facile à éviter : il suffit pour cela de former ce couvercle de sable , le fer se trouve alors protégé suffisamment contre l’oxidation.

Les barres qu’on retire des caisses sont boursoufflées à la surface ; elles portent le nom à' acier boursoujflè , et après qu'elles ont été étirées, elles prennent celui d’acier poule. Il est probable que les ampoules qu’on remarque dans cet acier ne sont dues qu’au mélange des scories et du fer , et sont provoquées par un dégagement d’acide carbonique.

Le fer augmente, dans cette opération, de 1/200 à 1/120 de son poids. En Angleterre, on compte sur 3/4oo d'augmentation avec un fer de bonne qualité.

L’acier cémenté est moins facile à forger et à souder que l’acisr naturel; il acquiert un graiu plus fin par la trempe,

et demande, pour cette opération, une température moins élevée; il doit être blanc, sans bords ni tache noire après avoir été trempé.

On peut cémenter jusqu’à une certaine profondeur divers ustensiles employés dans les arts ; c’est ce qu’on appelle la trempe en paquet ; il suffit de les stratifier avec du cément dans des caisses de tôle, de les laisser s’aciérer le temps convenable et de les plonger ensuite, à la chaleur rouge, dans de l’eau froide. La surface de ces objets se trouve aciérée , mais est presque toujours aigre, tandis que le noyau se conserve à l’état de fer. Cette méthode, fort ancienne, ne saurait être exacte, et il faut une grande habitude pour la bien conduire. Voici un procédé plus nouveau, et qui rémédie en partie aux vices de la trempe en paquet.

Supposons qu’il s’agisse d’aciérer des barres de fer jusqu’à la moitié de leur épaisseur ; on disposera d’abord dans la caisse une couche convenable de cément, et l’on y enfoncera les barres jusqu’à moitié de l’cpaisseur quelles ont; puis on recouvrira ces barres d’une couche d’argile , qui pénétrera sur les côtés et entre elles, et qui protégera conséquemment l’autre moitié de l’action du carbone. Une seconde couche de barres de fer sera enfoncée dans l’argile et recouverte d’une épaisseur de cément , et l’on répétera ces couches autant qu’on le jugera à propos. Enfin on allumera, et on donnera la chaleur et le temps nécessaires ponr opérer la cémentation.

On peut , au contraire , ramollir l’acier en suivant un procédé inverse , on l’enveloppe ep tous sens d’une couche de limaille de fer, de 6 à 9 lignes d’épaisseur : cette limaille doit être rouillée. Le tout est renfermé dans une caisse de tôle et luté hermétiquement ; on la tient dans le fourneau le temps nécessaire pour la décarburation , qui dure ordinairement cinq à six heures; on recouvre de poussière le charbon pour éviter le contact de l’air atmosphérique, et on laisse éteindre le feu. S’il s'agissait de décarburer entièrement, il faudrait prolonger l’opération pendant trois à six "jours.

Avant de terminer ce que nous avons à dire sur la cémentation de l’acier , qu’il nous soit permis de faire observer que l’assertion des métallurgistes qui prétendent que l’acier obtenu du fer doit exclusivement sa dureté à la présence du

silicium , n’est pas encore bien admise. On cémente du fer dans du charbon animal qui contient seulement :

Carbone. . . . 71 70

Azote 28 3 o

Il est possible cependant que le silicium soit dû à la réduction de son oxide, renfermé presque toujours dans le fer le plus pur ; et ce qui tendrait à le prouver , c’est que les analyses suivantes accordent toutes à l’acier une quantité assez considérable du métal terreux.

Fer. . . 99 36 o — 98 83 o

Carbone . o 335 — o 866

Silicium . o 3 o 5 — o 3 o 4

Vauquelin , dans ses analyses des aciers cémentés de Remmelsdorf, a constamment trouvé de o,a 5 a à o, 3 iî de silice.