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L'acier que Ton porte à une température rouge et que Ton refroidit subitement, éprouve le phénomène de la trempe ; il devient excessivement dur, très cassant, et peut môme rayer le verre. Cette propriété de l'acier est celle dont les arts tirent le plus de parti.
La dureté d'une trempe dépend de la température à laquelle l'acier a été porté, et de la nature du coi*ps dans lequel on le plonge lorsqu'il est rouge.
Pour produire une trempe très dure, il faut porter l'acier au rouge-blanc et le plonger dans de l'eau très froide, on mieux encore dans le mercure.
Les trempes douces s'obtiennent en refroidissant l'acier dans des corps gras ou dans de ta résine en fusion.
Quelquefois, dans les arts, on trempe l'acier en le chauffant à une température élevée, et en le refroidissant subitement. Mais le plus souvent, l'acier est trempé trop fortement, et on le recuit à des températures variables pour lui donner le degré de dureté que l'on désire. Pendant le recuit, l'acier perd d'autant plus de dureté qu'on le chauffe à une température plus élevée.
L'ouvrier apprécie la température du recuit en profitant de la propriété que présente l'acier, quand ou le chauffe à différentes températures , de prendre des teintes qui varient avec la chaleur à laquelle il a été exposé.
Ces teintes sont dues à la formation d'une couche très mince d'oxide de fer qui produit alors les phénomènes des anneaux colorés. La chaleur donne à l'acier les teintes suivantes :
A 220% jaune clair ; 245**, jaune d'or ; 255% brun ; 265% pourpre; 285 à 290% bleuâtre; 300% indigo.
320% vert d'eau.
Les rasoirs, les canifs sont recuits au jaune ; les ciseaux , les couteaux se recuisent au brun ; les ressorts de montres au bleu ; les ressorts de voitures au rouge-brun, etc.
On juge encore de la température du recuit, en suivant les altérations qu'éprouve une couche de suif qui recouvre l'acier que l'on chauffe. Pour opérer les premiers recuits en jaune , on s'arrête au moment où le suif répand des fumées blanches ; on obtient le recuit au brun , en chauffant jusqu'à ce que les vapeurs soient très abondantes et colorées; pour le recuit au bleu , on doit élever la température de l'acier jusqu'à ce que le suif soit sur le point de s'enflammer.
L'acier éprouve par la trempe une modification comparable à celle de la fonte. Après la trempe, le carbone ne se trouve plus dans le même
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état qu'avant la trempe. En effet, Tacier non trempé^ traité par un acide, se dissout en laissant un résidu très sensible de graphite; tandis que Facier trempé ne laisse pas de résidu de graphite lorsqu'on le traite par les acides ; le carbone se dégage à Tétat de carbure d'hydrogène.
La trempe fait aussi varier la densité de Tacier. Avant la trempe, ta densité de l'acier est de 7,73^, et après , elle devient 7,704. L'ader perd sa sonorité lorsqu'on le trempe, et ne rend plus que des sons ternes et voilés.
Nous dirons à quels signes on peut reconnaître le meilleur acier : 1* un acier de bonne qualité , trempé à une faible chaleur, devi^rit très dur ; 2*" sa dureté est uniforme dans toute sa masse; 3* après la trempe, il résiste au choc sans se rompre et ne perd sa dureté que par un recuit très intense; 4° il se soude avec facilité et sans se fendiller; 5"* il montre dans sa cassure un grain fin et égal ; il est très dense et convient aut objets polis.
On divise les BÔen en quatre variétés principales : Y acier naturel i Yacier de cémentation^ Y acier fondu, Yacier damassé.
Adcr ttaterd.
Cet acier porte souvent aussi le nom A' acier de forge ou d*acier de fonte. On l'obtient en affinant incomplètement la fonte dans des creusets profonds, au contact de l'air ou sous l'influence de Toxide de fer qui la décarburent. La fonte contient plus de carbone que l'acier ; on comprend donc qu'en enlevant à la fonte une certaine partie de son carbone, on puisse la transformer en acier. Dans la préparation de l'acier naturel, on emploie toujours de la fonte manganésée, par les raisons qui ont été indiquées en parlant des forges catalanes.
L'opération se fait dans un foyer comparable aux feux d'affinerie, contenant la fonte en fusion et une certaine quantité de battiturésde fer.
Cet acier est principalement employé à la confection des instruments aratoires.
Dans l'extraction du fer par la méthode catalane, on caiinire quelquefois assez le fer pour le transformer en acier naturel.
Aelcr de céOMBlatloii.
La cémentation est une opération dans laquelle on acière le fer en le chauffant pendant longtemps dans de la poussière de charbon. Le fer ae combine'âlors à un centième environ de carbone, et se transforme en acier.
On se sert, pour la cémentation, de creusets ou de caisses en terre ou en briques réfractaires, qui sont placés de telle manière dans le founieau, que la flamme les enveloppe de tous côtés. Les caisses sont remplies de couches alternatives de matière charbonneuse nommée cément ^ et de barreaux de fer ; les barreaux métalliques ne doivent pas se toucher. On place dans les caisses, des tiges de fer nommées éprouvettes, que l'on retire de
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temps en temps , et dont on se sert pour apprécier le degré de la cémentation . La température ne doit pas être assez élevée pour faire entrer Tacier en fusion.
On a beaucoup varié d'opinions sur la nature des céments qui conviennent le mieux pour la production de Tacier ; on a conseillé l'emploi du sel marin , des cendres, etc. ; mais il parait démontré que le charbon doit être préféré.
On cémente quelquefois de petites pièces de fer par un procédé qui porte le nom de trempe en paquets^ et qui consiste à chauffi^ dans des caisses de tôle , de fonte ou de terre, des objets en fer avec un cément composé de charbon, de suie, de cendres et de sel marin.
Plusieurs corps peuvent donner de la dureté au fer; il suffit, en eflet, de frotter une lame de fer chauffée au rouge , avec un cristal de cyanoferrure de potassium , pour lui donner à la surface la dureté de l'acier.
L'acier de cémentation est ordinairement recouvert d'ampoules; c'est ce qui lui faitdonner dans le comnu»*ce le nom à! acier poule.
Lorsqu'on veut diminuer la dureté de la surfece d'un acier , et qu'on le destine par exemple au travail du burin, on le chauffe pendant chiq ou six heures , à une chaleur blanche , dans de la limaille de fer.
Aelcr fMklv.
Cet acier est le plus homogène et le plus estimé. On l'obtient en soumettant l'acier de cémentation à la fusion. Il est très dur ; il peut prendre un beau poli, et présente souvent la propriété précieuse de se tremper par la seule action de l'air.
AderdaaMMé.
On donne ce nom à une variété d'acier qui se recouvre d'une espèce de moiré lorsqu'on le traite par des acides étendus ; on le nomme souvent acier Wootz ou acier indien.
D'après M. Bréant , on obtient un acier propre au damassage en laissant refroidir lentement de l'acier riche en carbone ; il se forme alors dans la masse des carbures de fer en proportion définie qui peuvent cristalliser et apparaître ensuite sous l'action des acides.
M. Bréant a obtenu également un acier damassé comparable à l'acier Wootz , en fondant du fer de bonne qualité avec deux centièmes de noir de fumée ou de coke. Lorsqu'on se sert de ce dernier charbon , l'acier contient en général quelques millièmes d'aluminium ; on a du reste signalé la présence de ce métal dans plusieurs aciers damassés venant de l'Inde.
D'après MM. Faraday, Bréant, Berthîer, Fischer, Stodart, etc., on forme également des aciers damassés, en alliant à l'acier ordinaire, du chrome, du platine, de l'aluminium. M. le duc de Luynes a produit de très belles lames damassées en alliant à de l'acier, de petites quantités de tungstène ou de molybdène.
