O.OM

Acier Breadan.

Oberhtmden, près de Lobe.

De Lobe, Siégea, (ait entlèreaietit âTec do miaerel spatbiqae do Stablberg.

Ader ordinaire de Lobe.

Ader fait avec da minerai bras, très-soaaganésirère, de Salcbeodorf.

Observations. — Le fer des n°* i, 2 et 3 netait nullement rouverain. Le n° 4 avait une tendance à être rouverain; le n° 5 Tétait au plus haut degré; le n° 6 légèrement, tandis que le n° 3 était parfaitement exempt de ce défaut, et pourtant leur composition différait à peine, sauf pour le cuivre. Dans le n° 7, il y avait seulement des indices de propriété rouveraine ; et Stengel fixe à 0.44 pour 100 de cuivre la limite à laquelle cette propriété est censée naître. C'est en l'étirant en fils minces que l'alliage révèle son infériorité, par rapport au fer exempt de cuivre. Le n° 8 était rouverain, mais on pouvait le ployer sans le casser : dans ce cas, ce n'est pas le cuivre qui rend le fer cassant; la preuve en est fournie par le n° 7. La ténacité du fer n'est pas affectée par la présence même de plus de 1/3 pour 100 de cuivre, du moins lorsque le métal est mar-

PER ET CUiVftÈ. 259

télé en feuillard, et bien qu'il puisse y avoir des bavures 9ur les bords.

Relativement à l'acier, Stengel fait observer que le n* 10, acier Brescian, Burpasse les autres variétés d'acier du tableau, excepté le n* 9 ; et il appelle l'attention sur le fait que cette supériorité est due à l'absence totale de cuivre, ou à sa présence en proportion minime ; et réciproquement toutes les variétés d'acier de qualité inférieure du tableau renferment relativement une forte dose de cuivre. Il assigne dono la cause de cette infériorité au cuivre : elle ne peut être causée par le soufre, parce que l'acier Brescian en contient plus que toutes les autres variétés du tableau» La présence du cuivre en quantité notable est décélée dans le fer ou dans l'acier que l'on a chauffé au rouge fct plongé dans l'eau, par l'aspect grenu et noir de la surface* Le n° 9 convient à la fabrication des faux.

Les principales conclusions de Stengel sont celles-ci :

1. Toute variété de fer et d'acier exempte de cuivre, lors* qu'elle a été oxydée au rouge, puis plongée dans l'eau, offre une surface d'un blanc d'argent sur les bords, au lieu que mé* langée de 0>27 à 0.4 pour 100 de cuivre, la surface aiûsl oxydée est noire et rugueuse; ainsi, le n° 5, qui était trèsrouverain par suite de la présence de silicium et de soufre et qui ne contenait pas de cuivre, offrait, après avoir été oxydé au rouge jaune, une surface d'un blanc d'argent, crevassée sur les bords .

2. La présence de 0.118 pour 100 de soufre et de 0.192 pour 100 de silicium sans cuivre, rend le fer et l'acier rouverains et sans usage.

3. La présence de 0.015 pour 100 de soufre et de 44 pour 100 du cuivre détermine la propriété rouveraine.

4. Il faut une proportion bien moindre de soufre que de cuivre pour rendre le fer très-cassant à chaud, L'addition de 0.1 pour 100 de soufre nuit peut-être plus à la résistance

du fer que l'addition de 3/4 pour 100 de cuivre et au delà.

D'après Eggertz, l'acier fait avec du fer contenant 0.5 pour 100 de cuivre n'est bon à rien (1).

On trouvera dans le volume du cuivre la description des fontes cuprifères des usines à cuivre de Perm, en Russie. Ces fontes blanches contiennent 12.64 pour 100 de cuivre et 3.03 pour 100 de carbone. Des parcelles de cuivre métallique sont disséminées sur la surface de cassure, mais il n'est pas fait mention de la quantité de cuivre allié, ou du moins intimement mélangé avec le métal. En fondant la fonte cuprifère dans un creuset et en protégeant sa surface contre l'oxydation, le cuivre renfermant environ 20 pour 100 de fer s'accumule à la partie inférieure et peut être coulé sans toucher à la couche de fonte qui surnage et tient encore de 1/4 à 2 pour 100 de cuivre; suivant Krilowski, cette fonte est très -propre au moulage. Elle coule dans les plus petites cavités et se resserre à peine en se solidifiant ; elle est susceptible d'un poli fin et elle durcit comme l'acier ; sa cassure , après un refroidissement subit, est brillante et lamelleuse ; après un refroidissement lent, elle est terne et très-grenue ; on peut la tourner trèsfacilement; elle est même un peu malléable. Les pièces, au sortir des moules, sont recouvertes d'une couche continue de cuivre métallique, quoique extrêmement mince, de sorte que, après avoir séjourné à l'air pendant quelque temps, elles acquièrent la teinte du bronze (2). On avait fait précédemment des essais à Liège pour allier la fonte au cuivre, mais sans pouvoir obtenir de véritable alliage (3).

Les anciens chimistes ont publié leurs essais aussi nom- Ci) Jahres-Bericht, Wagner, p. 9; 4862.

(2) Notice sur la fonte alliée de cuivre. Ahn. des Mikes, 3' série, t. XVI, p< 197; 1839. Cité d'après les Annales des Mines russes, n° 1; 1836.

(3) Ann. des Mines, 3« série, t. III, p. 233; 1833.

FER ET ZINC. 26 i

breux que variés pour allier ces deux métaux et la plupart ont conclu qu'ils ne pouvaient pas s'allier. Pourtant Bosc d'Antic trouva que le zinc fondu dans des creusets fermés, acquérait au contact du fer une couleur gris d'acier ; qu'il n'était pas rendu malléable; qu'il ne se rouillait pas, mais qu'il conservait son éclat et se fondait au chalumeau sur du charbon de bois; qu'il était très-attirable à l'aimant; qu'il donnait à l'acide chlorhydrique la même couleur que le fer, en formant une solution qui produisait de l'encre avec une infusion de noix de galle, et du bleu de Prusse avec du ferrocyanure de potassium (l). Il n'y a donc pas de doute qu'il n'ait obtenu un alliage de fer et de zinc. Quoique le zinc fondu absorbe rapidement un peu de fer, à l'état de fonte ou de fer forgé, c'est seulement par le contact prolongé des deux métaux dans cette condition qu'on peut bien les allier. C'est ce qui a lieu dans le procédé de galvanisation du fer, où une grande quantité de zinc est maintenue en fusion dans des vases en fer. Le fer se corrode lentement et il forme un alliage, qui, ayant un point de fusion et une pesanteur spécifique plus élevés que le zinc, s'accumule au fond des chaudières. On le détache de temps en temps, et dans une usine nous en avons vu retirer plus de 60 tonnes en grosses masses.

Hollander paraît avoir été le premier à examiner les circonstances dans lesquelles se forme l'alliage du fer et du zinc et à reconnaître la véritable nature de l'incrustation produite dans les vases en fer où l'on fond le zinc. Après des essais nombreux mais inutiles, pour allier rapidement les deux métaux, il dut recourir à l'étain et à l'arsenic. Il a publié deux mémoires où, rappelant ses expériences, il donne un résumé complet de toutes les recherches antérieures. Ces mémoires sont trop minutieux pour qu'il y ait actuellement grand intérêt à les analyser (2).

(i) Gttchichte au Zmk*, Fuchs, p. 306; 1788.

(2) Journal fUr Chemù und Phytifc. Schweigger u. Meinecke, t. XXIII, p. 41-81 et 166- 195; Nûrnberg, 1821.

Berthier constate que « le fer et le zinc se combinent en « toutes proportions, quand on les chauffe lentement ensemble « à l'abri du contact de l'air (1)» ; mais ce fait est sûrement inexact. A une température élevée, le zinc se volatilise entièrement; aussi, Berthier fait- il remarquer avec raison que la fonte provenant de minerais de fer zincifères est exempte de zinc. Nous avons vainement cherché du zinc dans la fonte des fourneaux de Stanhope, du nord de l'Angleterre, bien que la vapeur du zinc brûlât au sommet, avec une flamme très-lumineuse et abandonnât une oroûto de oadmies autour du gueulard (*), Karsten a trouvé du zinc dans de la fonte des minerais de fer calaminifères employés à dessein, mais la proportion en était trop faible pour être appréciée (2).

Berthier a donné les analyses suivantes des alliages détachés du fond des chaudières de fonte qui servent à mettre le zinc en fusion pour le mouler. Il les représente comme étant ma* melonnés et à gros grains cristallins :

Fer, pour cent 4.7 4.0

Graphite — .0.3 0.2

Le ne 1 provenait de Liège, et le n° 2, de Gisors.

M. Herapath a obtenu une incrustation métallique de l'intérieur d'un tuyau en fer débouchant des pots d'un four à zinc anglais. Elle se composait pour 100 de 92.6 de zinc et de 7.4 de fer ; sa pesanteur spécifique était 7.172 ; elle était trèsdure et fragile ; sa cassure offrait de larges facettes comme le

(*) Les fourneaux d'Ougrée et de Schlessin, etc., dans la vallée de la Meuse, sont daus ce cas; ils dégagent en abondance des flammes zincifères, et la fonte renferme à peine des traces de zinc; mais il arrive fréquemment que le zinc se oondenae dans les interstices de la maçonnerie. On est obligé de détacher de temps à autre les cadmies qui obstruent les gueulards; on traita ces cadmies dans les fours de réduction du pays de Liège; le métal qu'on en retire est en général aigre et cassant. (Les traducteurs.)

(1) Traité, t. IL p. 575.

(2) Eisenhuttenk.i. I, p. 519.

zinc, mais elle était d'un gris plus foncé et les surfaces étaient plus rudes et plus grenues que celle du zinc (1).

Il y a bien des années, on nous adressa des usines de Gospel* Oak près de Birmingham, où se galvanisait le fer, un échantillon d'alliage formé à l'extérieur de prismes courts cristallins et confusément entrelacés. La cassure offrait de grandes facettes parsemées de petites taches grises qui lui donnaient comparé à celui du zinc ordinaire , un éclat terne. Le métal était dur et cassant et, comme le fait remarquer Hollander, il se dissolvait très -rapidement dans l'acide chlorhydrique ou l'acide sulfurique dilué, de sorte qu'on peut s'en servir avantageusement pour faire de l'hydrogène. Il contenait 3 pour 100 de fer et un peu de plomb. Nous avons reçu de T.-H. Henry un échantillon d'alliage consistant en un agrégat confus de cristaux imparfaitement formés qui paraissaient plus ou moins prismatiques; il renfermait 9.4 pour 100 de fer. La composition de cet alliage peut à peu près se représenter par la formule ZnlfFe. Il est probable que le fer et le zinc s'associent en proportions variables et forment des alliages du même type cristallin , ainsi que l'ont démontré les professeurs Cooke du collège Harvard (Etats-Unis), pour les alliages de zinc et d'antimoine, et Storer, pour les alliages de cuivre et de zinc (2). Erdmann a analysé des cristaux aciculaires détachés d'un morceau de zinc distillé, abandonné dans l'eau sur du chlorure d'argent que le zinc avait réduit; ils renfermaient 93.193 pour 100 de zinc, 6.524 de fer et 0.283 de plomb. Leur composition correspond donc presque à la formule ZnlfFe ; ils ressemblent évidemment aux cristaux déjà décrits, qui, d'après leur mode de formation, auraient pu être considérés comme tenant du zinc mécaniquement mélangé (3) M. Abel, de l'arsenal de Woolwich, nous a commu-

(1) PhH. Mag., t. LXI, p. 167; 1885.

(9) Memoirsofthi American Acafrmy. Nouvelle série, t. VIII, 1860.

(3) Benélius, Traité, t. U, p. 690.

nique ses observations sur des alliages de zinc et de fer accidentellement cristallisés. Il a trouvé pour une masse de petits prismes agrégés la composition suivante :

Zinc 91.80

Fer 7.45

Plomb 0.75

11 n'y avait pas de soufre. Cette composition se rapproche de la formule Zn10Fe, qui exige 7.90 pour 100 de fer. D autres échantillons contenaient 8.2 et 7 pour 100 de fer. Une masse à cassure très-cristalline se rapprochant de celle de la fonte blanche, contenait 19.8 pour 100 de fer. MM. Laurent et Holms ont décrit des cristaux de zinc qui s'étaient formés dans une allonge en poterie servant de condenseur; c'étaient des prismes à base rhombique, contenant de 3 à 4 pour 100 de fer(l).

Le procédé désigné sous le nom de galvanisation est pratiqué en grand pour empêcher la rouille du fer. Quand les pièces de fer ont été entièrement décapées par « un bain acide, » etc., on les immerge dans un bain de zinc fondu recouvert de sel ammoniac, où elles prennent une couverte superficielle et très -adhérente de zinc. L'histoire de cette invention est intéressante. On dit que Malouin s'était assuré, dès 1742, qu'on pouvait obtenir une sorte de fer-blanc avec du zinc (2). On trouve le passage suivant dans les Essais chimiques de Waston, 1796, qui eurent une grande publicité (3). « Une méthode a été introduite depuis plusieurs années, à Rouen, pour revêtir de zinc les casseroles repoussées au marteau. On rend d'abord les vases très-brillants, de façon qu'on ne puisse pas y .apercevoir la moindre tache; on les frotte ensuite avec une solution de sel ammoniac, puis on les plonge dans un vase de fer plein de zinc fondu ; en les retirant, on trouve

(1) Ann. de Chim. et de Phys., t. LX, p. 333 ; 1835.

(2) Dumas, Traité de Chimie appliquée aux arts, t. 111, p. 218; 1831.

(3) T. IV, p. 177, extrait du Journal d$ Phys., décemb. 1778.

que le zinc recouvre la surface du fer; et si Ton a besoin d'une couche plus épaisse, on y plonge le vase une deuxième fois. Cette sorte de couverte est si dure, que les vases peuvent se nettoyer avec du sable sans qu'elle cède au frottement. » Cependant un brevet fut délivré en 1837 pour ce procédé (1), et un autre en 1841 (2); la seule différence consiste en ce que dans la dernière spécification la surface est d'abord revêtue d'étain ou de ses alliages. Un procès fut engagé, comme on devait s'y attendre, et ceux qui y gagnèrent le plus furent les gens de loi. M. Dumas, en 1831, exprimait l'opinion qu'il y avait « peu de probabilité que cette variété de fer-blanc trouvât des applications utiles. » Mais, ajoutait-il, « il est possible qu'en substituant un alliage de zinc et d'étain pur, on puisse obtenir de bons résultats (3). » Cette prédiction a été singulièrement malheureuse.

En 1779, un brevet qui mérite aujourd'hui une attention spéciale fut accordé à William Keir ; il avait pour titre : « Métal composé, susceptible d'être forgé au rouge ou à froid, plus propre à faire des boulons, des clous et au doublage des vaisseaux, qu'aucun autre métal dont on se soit servi jusqu'ici, ainsi qu'à divers usages auxquels on applique d'autres métaux » (5). Cet alliage se prépare en combinant « 100 parties de cuivre en poids, 75 parties de zinc, et 100 parties de fer. » L'auteur recommande de faire d'abord fondre ensemble le fer et le cuivre, en présence du charbon de bois, du verre pilé ou

(1) Henry William Craufurd, A. D., 29 avril 1837, n* 7355. (2} Edmund Morewood, A. D., 27 août 1841, n« 9055.

(3) Traité de Chimie appliquée aux arts,

(4) On pourrait penser qoe la description de ces alliages est étrangère à ce volume, et peutêtre avec quelque raison. Mais si l'importance de l'élément métallique d'un alliage se juge d'après son effet et non pas d'après sa quantité, l'alliage en question devra être cousidéré comme devant ses propriétés particulières à la présence d'une petite proportion de fer.

(5) A. D., 10 décembre 1779, n« 1240.

d'un autre flux, et d'ajouter le zinc, peu à peu, par portions. En supposant qu'il n'y ait pas de perte, l'alliage consiste en 54.05 pour 100 de cuivre, 40.54 de zinc, et 5.40 de fer; c'est-à-dire qu'on peut le regarder comme du métal Muntz, où 5 pour 100 de cuivre environ auraient été remplacés par le môme poids de fer.

Un brevet pour un alliage presque identique à celui de Keir fut accordé en 1860; il est basé sur une communication de Johann Aich, officier de la marine impériale à Venise (1). L'alliage est généralement connu, du moins en Allemagne, sous le nom de Aich métal. S'il est bien fabriqué, on peut le travailler à chaud et à froid. On le dit aussi malléable que le meilleur fer forgé ; il se laisse marteler, laminer, estamper, étirer, ouvrer ou mouler sous toutes les formes. L'expérience a démontré que les meilleures proportions pour 100 kilogrammes d'alliage sont : 60k de cuivre, 38\2 de zinc et lk.8 de fer. Tandis que la proportion de cuivre reste constante, celle du zinc peut être augmentée jusqu'à 44 pour 100, et le fer peut varier entre 0.5 et 3 pour 100, Cet alliage se recommande par son bon marché, qui permet de remplacer le cuivre et le laiton dans la construction des navires et dans leur doublage ; il est bien plus résistant quç le cuivre, et l'on assure qu'il supporte bien l'action de l'eau de mer. Le métal Aich, on le remarquera, contient au maximum 2 pour 100 moins de fer que l'alliage Keir ; mais les proportions indiquées par Keir sont celles qu'il convient d'employer pour faire son alliage, tandis que celles de Aich existent dans l'alliage tout fait. Aich insiste sur l'addition « d'un excès de l'un ou de l'autre des métaux (surtout du zinc), car par l'oxydation et la sublimation, certaines portions se perdent inévitablement pendant la fusion. » Nous serions assez surpris si, malgré l'état de la loi actuelle sur les brevets, Aich osait contester l'ancien brevet Keir.

(1) A. D,, 1860, 3 février, n« 278. « Improvêmmti in Amalg*maH*§ flutote or protfiH

cmg alloys. »

Des alliages analogues ont été introduits par le baron Rosthorn, de Vienne, sous le nom de sterro métal, dérivé du mot greo qui signifie « ferme; » ils possèdent, dit-on, des qualités très-précieuses, et par leur composition ils se rapprochent beaucoup de ceux spécifiés, il y a longtemps, par Keir. Ils en différent cependant, en ce qu'ils contiennent moins de fer et une petite proportion d'étain. Le baron Rosthorn nous a fourni des renseignements circonstanciés sur ses alliages ; il les recommande pour l'artillerie et pour les pièces mécaniques qui doivent opposer une grande résistance aux frottements. Ils sont composés de 60 parties de cuivre en poids, de 34 à 44 de zinc, de 2 à 4 de fer, et de 1 à 2 d'étain. Il donne les instructions suivantes pour les fabriquer : On met le fer malléable au fond -.d'un creuset avec le cuivre par-dessus, et on chauffe à une température très-élevée; le fer est ainsi entièrement absorbé par le cuivre, et lorsque tout est fondu, on ajoute Tétain et enfin le zinc. Le métal en fusion doit être brassé, puis abandonné au repos pendant une minute ou deux, brassé de nouveau et coulé dans le moule. On fait deux qualités d'alliage, Tune douce et l'autre dure ; la première est plus ductile à froid, plus propre au laminage et à l'étirage ; la dernière convient aux bouches à feu.

Le baron de Rosthorn nous a offert une collection d'échantillons de ses alliages les plus durs, dont la résistance à la tension avait été déterminée. Ils sont d'un jaune de laiton, à cassure fine et d'un grain serré; on n'y remarque aucune trace de porosité et ils sont susceptibles d'un beau poli. Les ingénieurs de Vienne les employeraient actuellement pour les corps de pompe des presses hydrauliques. Leur force de tension a été constatée très-exactement, dans différentes conditions, à l'Institut polytechnique de Vienne, et les résultats officiels sont ici groupés sous forme de tableau : les résultats des essais comparatifs faits avec le métal à canon et le bronze y sont également reproduits.