AI.YSE DES FERS

308. 11 existe de nombreuses variétés dans les fers du commerce, tant sous le rapport de leur composition crue sous celui de leur qualité. Toutefois, ces diverses espèces de fers ne peuvent contenir que les substances qui se trouvaient primitivement dans les fontes dont ils proviennent; on ne doitdonc y rencontrergénéralementque du carbone, du silicium, du manganèse, de l’arsenic, du phosphore et du soufre.

Le fer renferme toujours des traces de carbone, mais la quantité en est si petite, qu’on ne peut presque jamais la doser avec exactitude ; il faut se contenter d’en constater la présence par un des moyens indiqués dans les analyses des fontes, ou plus simplement traiter le fer par de l’acide sulfurique étendu, ou de l’acide hydrochlorique faible : on obtient alors un petit résidu brun noirâtre, qui constatela présence du carbone, et il se dégage en même temps du gaz hydrogène chargé d’un peu d’huile infecte due égale-

ment au carbone, phénomène tout à fait semblable à celui qui a lieu lorsqu’on traite les fontes par les mêmes moyens.

Lorsqu’un fer est cassant à froid, il faut rechercher s’il doit cette propriété à la présence du phosphore. On pourra le traiter par l’eau régale, ou simplement par l’acide nitrique concentré, pour convertir le phosphore en acide phosphorique, qu’on déterminera par le nitrate ou l’acétate de plomb, ou enfin par un des moyens employés pour les fontes. Si on se sert d’un sel de plomb, il faudra préalablement rechercher si le fer contient du soufre et de l’arsenic, parce qu’il se précipiterait en même temps du sulfate, de l’arséniate et du phosphate de plomb. La même observation s’applique au cas où l’on déterminerait le phosphore par l’eau de chaux ou de baryte ; mais lorsqu’on voudra employer la dissolution titrée de fer pour doser le phosphore, il suffira de vérifier d’abord si le fer contient de l’arsenic, parce que le sous-arséniate de fer est insoluble comme le sous-phosphate, tandis que le sulfate est soluble. Si on veut ne faire qu’une simple reconnaissance, on se contentera de traiter le fer en vase clos par l’acide hydrochlorique et de chauffer; le phosphore passera à l’état d’hydrogène phosphoré, et brûlera au contact de l’air par un tube effilé adapté au matras dans lequel se fait l’opération.

Si le fer est cassant à chaud, ce défaut doit être ordinairement attribué à l’arsenic ou au soufre; cesdeux substances peuvent s’y trouver ensemble lorsque le minerai dont le fer provient était unmispickel ou qu’il en contenait plus ou moins; mais généralement le soufre s’y rencontre plus souvent que l’arsenic, parce qu’on évite autant que possible d’exploiter les minerais arséniatés , tandis qu’on FORGES. 18

PROCÉDÉS DR FABItIC\TIO>

exploite assez souvent des fers carbonatés qui renferment un peu de pyrites.

En traitant par l’acide nitrique concentré oul’eau régale, on reconnaîtra facilement le soufre par un sel de baryte , et l’arsenic par l’acide hydrosulfurique ; on pourrait aussi reconnaître ce dernier en plongeant dans la liqueur une lame de zinc, ou mieux un barreau d’étain bien pur, dans le cas de la dissolution dans l’eau régale : s’il se précipite une poudre noire très divisée, on est certain de la présence de l’arsenic.

Nous ferons observer cependant que la quantité de soufre contenue dans les fers, même les plus cassans, est si peu considérable , qu’elle peut échapper malgré l’emploi des sels barytiques, parce que le sulfate de baryte est quelquefois très lent à se précipiter, surtout lorsqu’il est en très-petite quantité. Il faut alors dissoudre le fer à froid (environ cinq grammes) dans l’acide hydrochlorique , après l’avoir réduit en très petits copeaux, ou mieux après l’avoir limé. On l’introduit dans un matras muni d’untube en S et à boule, et communiquant avec un autre tubed’un diamètre plus large : ce tube, qui doit avoir au moins deux pieds de long, communique en même temps avec une cloche sur la cuve à eau, et s’incline légèrement de la cuve vers le matras; on le remplit d’une dissolution d’acétate de plomb. Lorsque l’appareil est monté, on verse peu à peu l’acide hydrochlorique fumant sur le fer; le soufre se convertit en gaz acide hydrosulfurique, et passe très lentement dans la dissolution de plomb, à cause de la faible inclinaison du tube qui la contient. Il se précipite du sulfure de plomb facile à rec onnaltre par sa t ouleur, qui est d’abord brune et devient ensuite noire, à mesure que le précipité augmente ; mais à la fin de l’opération il reste tou-

jours dans le vide du matras et dans la dissolution du fer , un peu de gaz hydrosulfurique ; on le force à passer dans l’acétate de plomb, en cbauffanhl’abord faiblement le matras, en versant ensuite [par le tube en S du carbonate d’ammoniaque. Comme la dissolution de fer est toujours très acide, il se dégage de l’acide carbonique qui chasse devant lui le gaz bydrosulfurique : mais il peut se précipiter en même temps du carbonate de plomb, aussi ne doit-on pas chercher à doser immédiatement le soufre par le poids du sulfure; il faut convertir ce dernier eu sulfate : à cet effet, on le recueille et on le lave, pour dissoudre le chlorure de plomb qui se forme ordinairement par le gaz hydrochlorique entraîné. Lorsque les eaux de lavage ne précipitent plus par l’acide hydrosulfurique, on décante et on verse peu à peu de l’acide nitrique concentré sur le résidu; le carbonate de plomb, s’il en existe, se décompose pour donner lieu à du nitrate qui se dissout, tandis que le sulfure se convertit en sulfate qui se précipite. Lorsque le sulfure a été entièrement attaqué, on neutralise faiblement la liqueur par l’ammoniaque , pour précipiter complètement le sulfate de plomb, qui est un peu soluble dans l’acide nitrique; on décante et on lave; enfin on évapore jusqu’à siccité, et on chauffe au rouge dans un creuset de platine : le poids du sulfate deplomb fait connaître l’acide sulfurique, et par suite le soufre. Il faut avoir soin de calciner à l’abri du contact de l’air, parce que le sulfate est volatil à une haute température.

Cette manière de déterminer le soufre ne le donne pas aussi exactement que celle indiquée pour les fontes, parce qu’étant moins immédiate, il y aplusde chances d’erreur; mais elle a l’avantage de le rendre sensible lorsqu’il n’est qu’ en très petite quantité ; elle permet en outre de recon-

PIlOCftDÉS DE FABniCATIO!»

naître des traces d’arsenic, car, s’il existe, ce métal se transforme en hydrogène arséniqué, qai donne lieu è un précipité d’arséniure de plomb : il suffit alors de chauffer dans un tube fermé par un bout le précipité, qui se Irouve composé de sulfure et d’arséniure de plomb ; l’arsenic se volatilisera et formera sur les parois une couche brune ayant l’éclat métallique. Cette méthode ne doit être considérée que comme un simple moyen d’essai.

Si le fer contenait en même temps du phosphore , ce procédé donnerait un résultat compliqué et encore moins susceptible d’exactitude, car le phosphore se convertirait en hydrogène phosphoré, et donnerait lieu à du phosphure de plomb, qui se précipiterait avec le sulfure et l’arséniure. On SC bornerait alors à constater la présence de l’arsenic et du phosphore. A cet effet, il faut prendre environ 10 grammes de fer en limaille très fine, et traiteren vase clos par l’acide hydrochlorique étendu, en ayant soin d’adapter au bouchon un tube effilé. On brûle l'hydrogène arséniqué sous forme de jet, et l’on en présente la flamme à la surfaced’uncorpsfroid, tel qu’une soucoupe en porcelaine; l’arsenic s’y dépose en taches brunes, avec l’éclat métallique. Ce procédé, d’une sensibilité extrême, fait reconnaître en même temps la présence du phosphore, si le jet d’hydrogène s’enflamme spontanément à l’air. Mais, nous le répétons, ces divers procédés ne sont que des moyens d’essai. Si l’on veut faire une analyse exacte, il faut avoir recours aux méthodes indiquéespour lesfontes. Cesmoyens de reconnaissance peuvent d’ailleurs s’appliquer aux fontes, parce qu’ils permettent d’en simplifier les analyses en n’y recherchant que les substances qu’on y a reconnues.

Le fer contient rarement du silicium, et plus rarement encore du manganèse. Ces deux métaux devront être re-

clierchés par les méthodes exposées dans les analyses des fontes.

ANALYSES DES ACIEBS.

309. On peut appliquer en général aux aciers tout ce qu’on a dit des fers relativement à leur composition, ^ous ferons seulement observer qu’à l’exception du carbone, toutes les autres substances, particulièrement le soufre, le phosphore et l’arsenic, doiventse rencontrer plus rarement dans les aciers que dans les fers. On peut, au reste , les partager en quatre classes bien distinctes : 1" acier de forge ou de fonte, appelé aussi acier d’Allemagne ou acier naturel; 2<> acier de cémentation; 3° acier fondu; li° acier damassé.

Ces divers aciers peuvent offrir quelques différences dans* leurs compositions en raison du mode de leur fabrication.

L’acier naturel est celui dont l’analyse exige le plus de recherches, car il peut contenir toutes les substances contenues dans le minerai dont il provient. 11 faudra donc l’analyser comme une fonte, sauf à avoir recours aux différons moyens d’essai pour simplifier l’analyse.

L’acier de cémentation présente généralement plus de pureté que leprécédent, car on emploie poursa fabrication du fer doux de la meilleure qualité ; on l’analyse donc comme un fer.

L’acier de fusion offre encore plus de chancesdepureté, parce que le peu de silicium que les deux autres peuvent contenir disparait généralement par le procédé même de la fabrication.

L’acier damassé est dans le même cas que le précédent.

Le carbone étant l’élément principal de tous les aciers,

PnOCÉDÉS DE FABRICATIOIf

c’est à sa recherche qu’on devra particulièrement s’appliquer. On pourra employer avec succès la méthode par le chlorure d’argent fondu , surtout pour les aciers les plus purs , tels que l’acier fondu et l’acier damassé.