SECTION IV

ACIEE.

85- La connaissance de l’acier et des operations qu’il doit subir , son emploi , la manière de le travailler, sont du ressort de la serrurerie, et nous allons en donner connaissance à l’ouvrier.

Acier de fer forgé.

Brûler l’oxigène, donner et retirer plus ou moins de carbone au fer , voilà tout ce qui constitue l’aciération et le recuit.

L’acier est une combinaison de fer et de carbone ( 1 4 ) î ü s’y trouve par fois un peu de terre qui vient des laitiers , ou des verres terreux contenus dans la fonte. On ne peut dire si la connaissance du fer a précédé celle de l’acier, c’est-à-dire, sous lequel de ces deux états ce métal a d’abord été connu. Il semblerait que ce hasard auquel on doit presque toutes les découvertes , aurait présenté aux hommes le fer en état d’acier avant qu’ils l’aient, trouvé en état de fer doux , ou même avant qu’ils l’aient su reconnaître en état de minerai , ou en état natif. Nous avons dit, n° l\ , que les Hébreux et les Grecs ont connu le fer dans la haute antiquité ; il paraît qu’ils ont aussi connu l’acier ; soit qu’il y ait eu du fer , que le feu aura converti en acier dans les environs des volcans de Sinaï , d’Ararat , et du lac Asphaltite ; soit que ces volcans aient mis en fusion du fer qui de lui-même s’est converti en acier, par la seule raison qu’il était enfoui. Et, en effet , Diodore (i), Suidas (2) , Plutarque (3), s’ac-

(1) L. C. v. 33. — (2) P. 5io y-ciKOLïifa.. (3) De Garrul. vol. 2, fol. 5io.

■cordent à dire que l’on enfouissait dans la terre le fer pour en obtenir de l’acièr. 11 y restait jusqu’à ce qu’il fût en partie couvert de rouille 5 alors on en détachait l’oxide , et on forgeait ce qui n’était pas oxide , pour en faire des armes tranchantes , qui pouvaient fendre les casques et antres armes défensives.

84. Swedenborg dit que les Japonais ayant mis le fer en barres , le plongent dans des lieux mare'cageux, jusqu’à ce qu’il soit en grande partie mangé par la rouille. Alors ils le battent de nouveau et le remettent dans les marais pendant huit ou dix ans , jusqu’à ce que l’eau en ait dissous tous les sels. Ce qui en reste , dit-on , ressemble à de l’acier et on l’emploie comme tel. Ce qu’il y a de certain , c’est que ces peuples font d’excellens sabres.

Quant à Bêcher (1), il attribue entièrement, au feu la conversion du fer en acier.

Vanaccio, dans sa Pyrotechnie, indique un autre procédé qui s’est trouvé confirmé par Réaumur et Rin-mann ; il consiste à tenir en fusion une certaine quantité de fonte, ün plonge dans ce bain du fer forgé ; on l’y laisse tremper quelque tems , et on le retire en état d’acier. Tous ces procédés, ainsi que ceux indiqués par Agricola , sont plus ou moins vrais et bons; on se réunit aujourd’hui à n’employer que la cémentation.

85- Ce mot de cémentation vient de cementwn , ciment, sorte de mortier employé dans la maçonnerie. En effet , pour convertir- le fer en acier par la cémentation, on l’enveloppe d’une sorte de mortier diversement composé , dans lequel on l’expose à une très haute température, et comme le but chimique de cette opération est, de combiner du fer et du carbone , les céments ont toujours le charbon pour partie principale.

86- Plusieurs métallurgistes ont vainement essayé d’autres céments, il a toujours fallu en revenir au charbon comme agent principal. Le charbon de bois

(l) Physique souterraine , liv, J , seef. 5, chap. 3.

MAN tr Jil.

l’ait un très bon cément , et suffit pour obtenir de l’acier ; plusieurs mines de Suède et d’Angleterre n’en emploient pas d’autre. Cependant , plusieurs directeurs d’ateliers emploient, par habitude, diverses substances propres à vicier l’acier plus qu’à l’améliorer. C’est ainsi que plusieurs ajoutent au charbon de bois pilé, les uns des cendres, de la suie, diverses substances auimales , des (ientes de bœuf, de cheval et de mouton , des crotins de poule ou de pigeon ; d’autres de l’huile , de l’ail, des alcalis, du nitre , et des muriates de soude ou d’ammoniaque, de l’arsenic et. du savon. Tous ces ingrédiens sont dans le fait plus nuisibles qu’utiles.

87 • Quant à la qualité de charbon propre à la cémentation , on donne en Suède la préférence au charbon de bouleau ; mais ce pourrait bien être à cause de l’abondance de cet arbre et de la rareté des autres hautes futaies dans ce climat. Les meilleurs auteurs sc résument à conseiller le charbon seul pour cément , et de préférence le charbon de bois tendre.

88- Des six espèces de fer que nous avons signalées ii° 63, les deux premières, c’est- à-dire les malléables, tendres et mous , et les malléables et durs , ou , si l’on veut , les fersdoux et mous , les doux etdurs , doivent seuls être convertis en acier • on aura soin de rejeter ceux qui auraient des pailles ou des gerçures.

8c)- L’ouvrier sait bien que pour reconnaître si les fers sont doux , il faut qu’on les tourmente, qu’on les plie à chaud et à froid sans les rompre ; mais comme le fer doux et dur est déjà combine avec le carbone, on doit sentir que la durée delà cémentation de ce fer doit être plus courte que celle du fer mou.

qq. Mais , indépendamment de ce moyen. Je serrurier reconnaîtra immédiatement la qualité du fer mou ou dur, par la trempe ou bien par des acides.

Après avoir chauffé à blanc du fer doux , si on le trempe dans l’eau très froide, le fer mou restera noir, recouvert à peu près uniformément d’une couche oxidulée. Le fer dur se tachetera de gris blanc

DU SERRURIER. 3l

et de noir ; et les taches blanches seront d’autant plus grandes et nombreuses que le fer sera plus dur.

Pour essayer, par les acides, quand le fer a e'té trempé, on donnera quelques coups de lime sur les taches blanches pour s’assurer de leur dureté ; on y mettra avec précaution une goutte d’acide sulfurique, ou, à son défaut, de l’acide muriatique ou nitrique. Cet acide produira une tache blanche sur le fer mou , et grise ou noire sur le fer dur.

0] . Lors donc qu’on a reconnu la qualité du fer propre à transformer en acier , on le stratifie dans des caisses avec de la poussière de charbon ,

3 ue l’on comprime de manière que chaque couche e fer en soit bien enveloppée dans tous les sens ; quelques ouvriers l’humectent, d’autres s’y refusent.

O11 doit apporter un soin particulier à ce que les caisses puissent hermétiquement se fermer , qu’elles n aient ni fentes ni crevasses; enfin on doit faire tout ce qu’il faut pour que l’air n’y pénètre pas.

92, La caisse peut être de tôle , de fonte , de terre à creuset , de briques , de grès , ou autres pierres qui résistent au feu.

Pour les petits objets on fait usage de petites caisses de tôle , ou d’argile avec laquelle on fait les creusets ; c’est un composé de silice et d’alumine. La meilleure doit contenir de 0,1 5 à o,3o d’alumine.

Les caisses de briques sont bonnes et économiques pour^cémenler de gros barreaux.

90- Après avoir bien pulvérisé et tamisé les matièi •es dont on veut faire le cément, on place dans une grande caisse une couche de 10 lignes ou un pouce de cément , ensuite on place les barreaux de 1er de telle sorte qu’ils soient éloignés de 8 lignes à peu près des parois intérieures de la caisse , et qu’il y ail entre chaque barreau une épaisseur de 2 lignes, pour empêcher qu’ils ne se soudent ensemble. Sur la première couche de barreaux on place une autre couche de cément , de 5 ou 6 lignes d’épaisseur , ensuite des barreaux , et ainsi jusqu’à ce que la caisse soit remplie. Pour assurer la solidité de cet assemblage , il convient que chaque couche de bar-

MA N U El,

veaux soit en travers sur celle de dessous , de manière à les croiser à angles droits.

Quelque soin qu’on doive apporter à tenir les'eaisses ou creusets bien hermétiquement fermés, on a cependant soin d’y ménager de petites ouvertures carrées par lesquelles on fait pénétrer, depuis l’extérieur du fourneau , des morceaux de fer qui atteignent jusque dans le cément. Ces morceaux de fer se nomment éprouvettes ; on les place à diverses hauteurs; elles subissent le même sort que le fer renfermé dans la caisse, et servent à faire connaître quand l’acier est fait, et quand il faut mettre terme à la chaleur. On a soin de les faire pénétrer à peu près 10 pouces dans le cément; on les enduit ensuite en dehors d’une forte couche de bonne argile, afin que le feu ne les attaque pas. L'éprouvette doit avoir le même échantillon que les barreaux soumis à l’aciération.

C)5. La chaleur à laquelle on doit pousser le fourneau est de 80 à 90° du pyromètre de Wedgwood.

La caisse doit être recouverte d’une épaisse couche de terre argileuse assez mobile pour suivre l’affaissement qu’éprouve le cément après les premières heures de feu ; cette disposition est nécessaire afin que l’affaissement du cément ne laisse pas de vide.

Lorsque les éprouvettes indiquent que l’aciération a pénétré jusqu’au centre du barreau, on cesse de mettre du combustible au foyer. Le feu s’éteint , on ouvre toutes les issues du fourneau et l’entrée de la caisse pour refroidir lentement (f'oyez 3 00).

Lorsque les barreaux sortent delà caisse, ils sont recouverts de diverses grosseurs qu’on nomme ampoules; d’où vient qu’on donne au fer cémenté le nom d’acier poule. C’est celui que souvent bien des acheteurs préfèrent, parce cpie les ampoules le font reconnaître et qu’on ne peut les tromper.

y~J. Les barreaux , en sortant du fourneau , ont augmenté de poids et de volume dans l’opération , en proportion de ce que le carbone les a pénétrés. L’augmentation de poids varie de à ■— ; il n’y

a pas de règle pour apprécier laquelle de ces proportions peut indiquer le meilleur acier.

g8- Re'aunaur a observé qu’une barre qui, dans la cémentation, a augmenté de 7^ de son poids, avait augmenté de sur sa longueur.

0CJ. La durée de la cémentation n’a rien de fixe ; -quelquefois trois ou quatre jours suffisent, d’autres fois elle dure huit ou dix jours, cela dépend de la forme du fourneau, du combustible et de la température à laquelle on pousse la chaleur. L’éprouvette indique quand la cémentation est parvenue au centre des barreaux , et c’est à cela qu’il faut s’attacher.

ÎOO- Lorsqu’on retire l’éprouvette on la casse, et l’on remarque alors dans la cassure un cordon composé de lames grises, arrangées avec ordre; à mesure que la cémentation avance , le cordon s’élargit et le gris devient plus foncé ; quand enfin ce cordon est parvenu jusqu’au centre, la cémentation est finie.

Acier obtenu de la fonte.

ÎOI • On obtient de l’acier avec la fonte; cet acier

I porte les noms d’acier de forge ou d’acier naturel , et d’acier fondu ou acier de fusion; ces deux espèces vont être succinctement indiquées.

102- Pour fabriquer de l’acier avec la fonte, on choisit de préférence celle qui est grise et grenue ; cependant, en Styrie, et en quelques autres endroits, on se sert de fonte blanche obtenue du minerai de fer spathique. En Suède, au Tyrol et ailleurs, on emploie de la fonte noire. Et si, dans quelques forges, on n’obtient que de la fonte blanche, il faut choisir celles dont le tissu a le grain fin, ou bien celles dont les taches blanches deviennent noires quand on y verse une goutte d’acide.

lo5* Le procédé pour obtenir de l’acier de forge diflère peu de la fabrication du fer ; dans l’un on brûle le carbone pour affiner la fonte, dans l’autre on le conserve pour obtenir l’acier.

iü4- L’acier de fer forgé, ainsi que l’acicr de

MANUEL

forge , ont un defaut , c’est que le même barreau , le même morceau n’est pas egalement acie'ré. L’acier cémenté est plus acier à la surface qu’au centre; l’acier de forge est tout aussi ine'gal dans différentes parties de la même barre.

105 C’est pour reme'dier à cette irrégularité qu’on a imaginé l’acier fondu ; on a attribué cette découverte à l’Angleterre, en 1 7 5o ; cependant des échantillons envoyés de l’Inde portent à croire que cet acier était connu en Asie depuis bien longtemps.

Acier fondu obtenu par la fusion de l’acier.

106- On convertit l’acier en acier fondu ; il suffît pour cela de le fondre; et quoique l’acier fonde très bien seul , on peut cependant aider l’opération avec un flux composé de quatre parties de verre à bouteille et d’une partie de chaux.

Acier fondu obtenu avec du fer forgé.

10(7- MM. Clouet et Chalut ont prouvé, en 1788, qu’on pouvait fabriquer directement de l’acier fondu avec du fer forgé, sans être obligé de le cémenter.

Ces expériences, continuées par Clouet, ont été soumises à l’Institut. Voyez le Journal des Mines , tant. 9 , fol. 3. Ce savant a fait de l’acier, en fondant directement dans un creuset de Hesse , en premier lieu, du 'fer avec un trente-deuxième de son poids de charbon ; secondement, en fondant du fer, du verre et du charbon ; depuis -f jusqu’à f du poids du fer, cette fraction était la dose du combustible.

Troisièmement, une partie d’oxide de fer mêlée à une partie et demie ou deux parties (en volume) de poussièr e de charbon.

Quatrièmement, en fondant ensemble une partie d’oxidule de fer et quatre parties de fonte grise.

Cinquièmement, trois parties de fer, une de carbonate de chaux et une d’argile cuite, et de préférence celle qui provient de vieux creusets; enfin, il

est parvenu à faire rétrograder l'acier, c’est-à-dire à le ramener à l’e'tat de fer, en fondant ensemble une partie d’oxidule et six d’acier.

Sur ces expériences, il est, à observer dans les trois premières, que si l’on augmente la proportion du carbone , l’acier devient plus faible , et passe à l’e'tat de fonte; si dans la quatrième on augmente la proportion d’oxidule de fer, la fonte devient fer.

Iü8- il n’est pas inutile de dire que les procédés propose's par M. Maschet, dans les fonderies de Clyde, près de Glascow , sont les mêmes que ceux de M. Clouet.

Acier fondu obtenu avec de la fonte.

ÎOQ Dans cette première partie, nous signalons au sérrurier plusieurs objets qui ne font pas absolument partie de son art, mais qui tiennent à la connaissance the'orique du fer; nous croyons devoir nous borner à lui indiquer l’existence de ces objets, sans entrer dans le detail des procéde's employas pour les obtenir. C’est dans les ouvrages des auteurs qui ont traité ces matières en grand qu’il prendra une connaissance exacte de tout ce qui concerne les mines , leur exploitation , les minerais qu’on en retire, et la manière de les traiter.

Cet article est du nombre de ceux que nous ne faisons qu’indiquer.

Pour obtenir de l’acier directement de la fonte, on mêle des fontes grises et blanches dans la proportion convenable à l’espèce d’acier qu’on veut faire.

Quelquefois aussi l’on mêle à la fonte grise seule, ou bien aux deux fontes quand elles sont mêlées, des battitures , des roublons ou riblons (ce sont des rognures d’acier), et encore de la ferraille et des rognures de fer.

C’est-à-dire qu’on mêle et on fond ensemble de la fonte grise trop carburée et de la fonte blanche trop oxidée. C’est ainsi qu’on obtient en Angleterre les deux aciers dont l’un se nomme Marschall et 1 autre il. Huntzmann.

MANUEL

Une des propriétés qu’on désire le plus dans l’acier, c’est d’être bien soudable.

Enfin, M. Schmolder a fait de l’acier fondu (t) par le procédé suivant.

288 parties de vieille fonte de fer concassé.

16 parties de limaille de fer.

32 parties de vieux fer forgé.

48 parties de minerai de fer oxidé bien calciné et concassé.

32 parties de pierre à chaux.

2 parties de cornes ou pieds d’animaux (très divisées).

7 parties de charbon de bois en poudre.

Ces 425 parties de matière mélangées , produisent 320 parties d’acier, qui revient à peu près à i3 centimes la livre.

Ces matières se placent dans un creuset de fusion les unes sur les autres; on les recouvre de débris de creusets pilés; ensuite on les met dans un fourneau à courant d’air, chauffé avec du charbon de terre. La fonte s’opère en deux heures ou deux heures et demie.

Acier- obtenu directement du minerai de fer.

1 1 0- Cette opération était connue du temps d’Agricola ; elle se fait encore dans les Pyrénées, et se nomme méthode à la catalane: on en fait usage aussi en Styrie et en Carinthie ; c’est ce qu’on y nomme méthode à l’allemande.

Les procédés employés pour cette fabrication sont les mêmes que pour obtenir le fer , avec quelques légères différences, dont le but est de combiner du carbone immédiatement au fer; nous n’en rendrons pas compte ici , afin d’abréger cette esquisse : il suffit d’ailleurs au serrurier de savoir qu’il trouvera cet acier dans le commerce , et quel usage il en peut faire.

(1) Bulletin de la Société d’ Encouragement , dixième année , septembre 1811 ,fol. 225.

DU SERKÜRIEJÎ.