La théorie qui suppose la présence de l’oxigènc dans

Jcs foules, el comme partie constituante de la fonte blanche, a été reconnue erronée

Les idées de quelques métallurgistes, qui veulent que l’acier ne doive pas sa jiaopriété au carbone, mais à l’alliage de certains métaux provenant des terres de la gangue; que la fonte blanche soit nécessairenient un composé de fer , de carbone et des mêmes métaux, sont loin d’avoir l’assentiment général. On ne nie pas toutefois l’influence de quelques alliages pour modifier les queltés de l’ecicr et du fer ; on en a parlé chapitre V.

312. S’il est généralement admis que le fer doit ses difl'éreus états au carbone combiné en diverses proportions, on n’est pas également fixé sur la manière d’être, sur l’état particulier de Cette substance, son mode de combinaison et sa quantité relative dans les fontes blanches ou grises, dans le fer forgé, l’acier non trempé el l’acier trempé.

Monge, Bertholet et Vandermonde avaient établi :

1° Que la fonte grise est un composé de fer, de carbone et d’un peu d’oxigène ; quelle doit sa nature à ces deux substances ;

2“ Que la fonte blanche est composée de fer, d’oxigène, d’un peu de carbone; qu'elle doit sa nature à l’oxigène;

3® Que l’acier est composé de fer et de carbone, qu’il doit sa nature au carbone, et qu’il ne diffère de la fonte grise que parce qu’il ne contient point d’oxigène ; que cependant l’acier naturel peut en retenir encore un peu, tandis que l’acier de cémentation en est entièrement privé;

4® Que le fer forgé , entièrement pur, serait tout-à-lait privé d’oxigène et de carbone, mais que généralement il relient encore un très petite portion de ces deux substances.

313. Le rôle que cette théorie fait jouer à l’oxigène n’a pas lardé à être mis eu doute, parce qu’il ne s’accordait pas avec les procédés de la pratique. En effet, suivant ces principes ;

Puisque la fonte grise ne diffère de l’acier que parce quelle contient de l’oxigène, et que ce dernier n’en contient pas, que la fonte blanche peut exister sans carbone, c’est donc la fonte grise qu’il faut employer exclusivement à l’affinage pour acier, en tâchant de détruire par le charbon l’oxigène qu’elle renferme ; cependant il n’en est pas ainsi : la fonte blanche s’affine pour acier avec beaucoup plus d’avantage et de facilité que la grise; la fonte grise donne également de l’acier pour l’affinage, mais elle exige plus de temps et des manipulations plus pénibles,

Si la fonte blanche était constituée par l’oxigène et que ce fut la substance principale qu’il s’agit d’enlever pour la transformer en fer , ce ne serait donc pas cette espèce de fonte qu’il faudrait affiner dans les fours à réverbère, où le métal n’est point en contact avec le charbon; le contraire a cependant lieu , la fonte blanche seule peut s’affiner par ce procédé.

L’inclinaison de la tuyère, dans les feux d’affinerie, selon cette théorie devrait aussi être l’inverse de ce que la pratique enseigne; il faudrait que la tuyère fût moins inclinée pour affiner la fonte blanche , à laquelle le courant d’air n’a point de carbone à enlever, que pour la fonte grise, où il doit détruire cette substance.

On expliquait, et cette opinion est encore admise, le passage de la fonte grise à l’état de fonte blanche par un refroidissement subit, parce que la fonte se durcit avant que le carbone dissous dans le fer ait eu le temps de se réunir en mollécules assez grosses pour cjue leur couleur se prononçât

DANS LES FOBGES.

d’uDC manière sensible. Mais comment expliquer l’idcnlilé physique et chimique de cette fonte blanche avec l’autre, et sa manière parfaitement la même de se conduire dans les opérations métallurgiques, si la composition de ces deux fontes est si différente que l’uue soit constituée par le carbone et l’autre par l’oxigène? Comment expliquer que la fonte blanche, refondue sans le contact de l’air et du charbon, sans addition d’aucune substance étrangère, et refroidie avec beaucoup de lenteur, devient parfaitement grise ?

L’oxigène peut rendre le fer fusible à la température de la fusion de la fonte, mais seulement quand il y est uni dans la proportion qui constitue le protoxide ou oxidule de fer; rien ne prouve qu’il le rende également fusible dans une autre proportion, ni qu’il puisse y avoir une fonte qui doive sa fusibilité à sa combinaison avec l’oxigène. Dans les feux d’afSnerie, il n’y a de liquide que le fer carburé et les scories.

Dans la réduction par les essais eu petit, et dans le travail des hauts fourneaux, le carbone est toujours en excès, par rapport à l’oxigène, de l’oxide de fer •, la haute température favorise toujours leur union, il n’y aurait donc pas de raison pour que la désoxidation fût incomplète : il est au contraire conforme aux ' lois des affinités de croire que le fer commence par se désoxider avant de s’unir au carbone ; la forte affinité du carbone pour le fer le fait entrer eu combinaison avec lui aussitôt qu’il est réduit; cette affinité du carbone pour le fer est telle qu’un fer carburé ne peut en être entièrement privé, lors même qu’il est traite avec un excès d’oxide.

Enfin , des analyses faites avec soin n’indiquent point d’oxigène, mais bien du carbone, dans la fonte blanche.

282 PBOCÉOÉS DS FABRICATION

314 . L'oxigène ne pouvant plus être admis comme partie constituante de la fonte blanche , il fallut chercher la cause qui donnait à celte fonte des qualités si opposées à celle de la fonte grise, que ces deux espèces de fer cru paraissent être des corps de nature entièrement différente ; on l’a alors attribué à une moindre proportion de carbone dans la fonte blanche. Mais les analyses faites par M. Karsten, de diverses fontes blanches et grises, ne permettent plus d’admettre cette hypothèse, et présentent au contraire des résultats opposés : il a trouvé plus de carbone dans des fontes blanches que dans des grises, plus dans des fontes grises obtenues au charbon de bois que dans les mêmes fontes obtenues au coke. La quantité de earbone retenue par le fer parait donc diminuer à mesure que la température des hauts fourneaux augmente ; la fonte très grise des fourneaux à coke , où la chaleur est plus intense, en contient le moins.

U n’est donc plus permis d’admettre en principe que la fonte blanche contienne moins de carbone que la grise, et qu’elle doive son état à la proportion plus faible de cette substance ; ce n’est que dans la manière d’être particulière du carbone dans chacune de ces fontes qu’il faut chercher la cause de leur différence.

315. On était naturellement porté à admettre plus de carbone dans la fonte grise, à cause de sa couleur, mais de semblables inductions sont souvent fort erronées; la couleur d’une substance peut disparaître entièrement dans sa combinaison avec une seconde, quoiqu’elle y entre en très forte proportion 5 seule et sans alliage, la même substance peut affecter des couleurs différentes , suivant son mode de cristallisation ; la couleur blanche du diamant, qui n’est qu’un carbone pur, en est la preuve.

316. Les analyses deM. Karsten jettenl une vive lumière sur la répartition du carbone dans les différentes espèces de fer à l’état solide et froid. Suivant cet auteur , la fonte blanche contient du carbone combiné avec le fer et répandu dans toute la masse d’une manière uniforme ; l’acier trempé est dans le même cas.

La fonte blanche , adoucie par le grillage , contient un carbure de fer riche en carbone , disséminé dans une grande quantité de fer aciércux ou carbure de fer bien moins riche eu carbone 5 l’acier non trempé est dans le même cas.

La fonte grise se compose essentiellement de ce même fer aciéreux mélangé de charbon cristallin ou graphite.

317. Le carbone peut donc exister sous trois formes dans les fontes : à l’état libre, à l’état de carbure de fer disséminé, à l’état de combinaison dans toute la masse.

Néanmoins , les résultats des analyses sont si variés qu’il est difficile de considérer la matière comme épuisée. En effet, les fontes, en se dissolvant dans les acides, donnent beaucoup d’hydrogène, mais fournissent en outre de Vhydrogène plus ou moins carboné', elles produisent une matière huileuse et puante ; elles donnent même quelquefois naissance à des composés solides, d’apparence grasse ; ces composés , ainsi que l’huile, sont probablement de XhydriO'e de carbone plus ou moins carboné.

Outre ces composés , on obtient souvent du carbone pur cristallin ; c’est le graphite. Il se sépare dans d’autres occasions une matière qui a l’aspect du graphite , mais qui est attirablc à l’aimant, et qui renferme du fer et du carbone combiné; c’est le carbure de fer graphiteux. En 6 n le carbone passe fort souvent à l’état d’une substance brune, solu-

PHOCÉUÊS DE FABHICATIOM

ble dans les alcalis, quelle colore en brun, cl très combustible*, c’est le charbon brun.

De toutes ces matières, le graphite et le carbure graphiteux préexistent seuls dans les fontes.

318. Ces idées neuves et importantes expliquent les propriétés les plus remarquables des foutes, quoiqu’il reste encore à éclaircir le rôle du silicium dans les réactions ; car les analyses faites par M. Gay-Lussac prouvent que toutes les fontes renferment comme principes essentiels du carbone et du silicium, et qu’elles peuvent être considérées comme des mélanges non définis de carbure et de siliciure de fer.

319. Quant à la manière dont le carbone se trouve réparti dans les fontes et les aciers liquides , M. Karsten ne regarde pas comme probable qu’à l’état liquide la fonte grise contienne du carbone libre ou graphite. Il lui parait plus vraisemblable que le graphite se forme seulement pendant la solidification. La formation du graphite serait ainsi le résultat d'une liquation qui s’opérerait pendant une solidification très lente; le carbone serait séparé probablement par l’effet de sa propre cristallisation, et produirait de la fonte grise , tandis que, par une solidification subite, il resterait disséminé dans la masse. Mais, suivant l’observation de M. Culman et d’autres métallurgistes, le carbone libre surnage la fonte au sortir du hautfourneau, et on le recueille mélangé avec l’oxide ; il s’eu forme dans la poche des mouleurs , il s’en dépose à la surface des objets coulés , et on le reconnaît dans la cassure : c’est ce que les fondeurs appellent limaille ou écume Je fonte. D’après ce fait , ou doit admettre que du moins une partie du graphite se forme déjà dans le foyer.