I.ar(cvnr
KpalMenr.
Diamètre.
=s=-:i • Il wr
Côté (la carré- |
a Fera maretmiids [îlots
nm.
40 à ICO
mta
10 et au-dessus.
mm.
ram.
3 Id. méplat»
Iti Id.
! Ul, cairés
1 Fers de petite forge, plats. . .
li & 4n
3â B lUO
Id. méplats
Id. carrés
. Martinets ronds
Carillon
Bandelette»
10 à ICO
in à 30 1
Femlerie, serges
Aplatis pour carrosserie. . . .
6 et au-dessus.
Aplati» pour cuves
2“ Frrs ür fonif au bois, aX^nés au bois ei fa^nnfs nu taminoir. Ces fer» ne diffèrent des precedents que parce qne le marteau a été rcntpiacé par le laminoir pour le façonnage.
Ils se sulKlivisent aussi en deux espèces, savoir: les fers réchauffés nu bols, les fers réchauffes a in houille.
Dans l<*8 deux cas, la quolllé du métal est sensiblement la même, bien que les premiers aient toujoors un peu plus de Videur.
Les usines qui emploient le fer de fonte au bols , afilné au bols et façonné au laminoir, sont placi'cs pour la plupart dans les contrées où les minerais produisent une haute qualité de fer, telles que la tranche^ Comté, les Vosgesy la ,1/cti.v et le Ütrnj.
Ces fer» sont plus spécialement employés à la fabrication de Vaplati , de la bamletette, de laycw//mV. de In ioif et du petit rond ou fer de tirerie, servant à la fabrication du fil de fer.
La classification des aplati, bandelette et feiKlerle est la même que celle de la précédente categorie ; (NMir le fil de fer, elle est la suivante selon la Jange de Limoges, savoir :
Diam. en uill.
. 0,80 iX*’
Diem. «d mill . I,G8
tu.
in.
1^ tôles de cette catégorie se divisent en deux genre», savoir : les tôle» fortes , les télés minces.
Les tôles fortes sont employées pour la construction des chaudières à vapeur. Leurs épaisseurs sont
FER
(le t, S, U, 7, 8, a, 10, II, 12, 13, 14 et IS milUroétres ; leurs tongueurs varient entre I et 3 métrés ; leurs largeurs entre 0"',323 et l*,30.
Elles se fabriijucnt 0 Irnphÿ, dans la .Nièvre, conjointement avec d’autres à la bouille ; à framovl , dans les Vosges; h AbainvUle, dans 1a Meuse; à BaztUla, dans les .Vrdennes.
I.es tOles minces , spécialement emplojees à la tabricatiou du fer-blanc , se font dans les usines de VoHtalairr (Oise) , idaincourt , Bains et autres usines de lu Francho-Comle.
Les feuilles, laminées à l’épaisseur convenable, sont décniiees, étamées, lavées et polies. Elles s’exixdlent en caisses de 100, 130, 200 et 223 feuilles, dont les dimensions et jioids varient de la maniéré indi(|uee au tableau ei-dessous :
NOMBBE
df»
miLLES.
l»IME?(S!0>S UES
ES MlLUBtTJCM.
P 0 1 1» S n B l î S or.s CiUssp.s 1
KX KILOaU\MMC«
Longudur.
Lirgeur.
de 4* a B»
de 3 a H.', ;
tso
de 78 à 103 !
;tsâ
de 38 a 33
de «7 a 87
de 58 tt 88 1
3" Fers de fmite nv bois, a/fines à la houille et façonnes au marleau. Ces fers provieimciit de In fonte au bois puddiée et martelée ; ils se fabriquent généralement dans les usines de la Marne, aux alentours de Saint-Disier,
La cbissiflcatlou de ces fers est la même que celle des fus des précédentes categories.
l.eur fabrication au marteau diminue tous les Jours et est remplacée petit à petit par la fabrication au laminoir.
4» Fers de fonte au bois, affines à la houille et façonnes an laminoir. La fabrication de ces fers, qui ne diffère des précédentes (pie par la substitution du lamiunir au marteau, a pris un grand accroissement depuis quekpies années, par suite du placement facile que l'on a de ces fers dans la ebarrouuerie et dans les étirerics. Us sont , en outre , exclusivement employés à l'état de tilles pour la coufectiou des tuyaux de poêles, des cheminées, des toitures, etc. A l'état de fers de tlrerie, ils sont très cmploves pour la fabrication des pointes de Paris, des ressorts, etc.
Les usines principales ou ces fers te fabriquent sont celles de Fourchamlmult (Mevrej, Abaiarillr \ Meuse), ChdlUton-sur~Seine, Hayange (Moselle), le Creusât (Saêne-et-Loirej.
5« Fers de fonte ti ta houille, affinés à la houille et façonnés au laminoir. Ces fers, dont la qualité est inferieure a celle des précédents , ne servent que pour la fabrication des gros éeliautilluos. Les etalilissements qui produisent ces fers sont peu nombreux, mais en revanebe leur importance est considérable; les principaux sont: le Creusât, Deeazeeille et .4/ats.
Les fers, dont une grande partie est employée a la fabrication du fer marchand et de la tôle pour chaudières à vapeur, sont presque totalement absorbés, en ec moment, par la fabrication des rails pour les chemins de fer.
En résumé , les fers peuvent se classer de la manière suivante, selon les provenances , sav oir :
1“ fers de Franche-Comté, pour étirerics, tôles a fer-blanc, feuillards et autres echantilhms poui lesquels la (pudité est très recbercliée.
tTlDh: DKS MATERIAUX.
2 “ t'rrs du Bnnj, pour carrossage^ clouterie et rtirerles.
•T» A'crx de ChnmpatjHe , pour carrossage, mécanique, serrurerie, bandages.
4" Frn de Bmtrgognry pour grosses étirerics et pointes.
•V* Fers des Ardennes, pour tôles moyennes et s«^s de charrues.
0“ Fers de Jonte à la houille, pour gros êchantilinns et rails.
$ V. — €?«mblBAlMBB du fer uvee le curboue.
U* fer forme, avec le car)>onc, diverses combinaisons nu mélanges dont remploi dans les macliincs est de la plus haute importance. Ces combinaisons, qui ne different entre elles que par le dosage en carlM>ne et quelques matières étrangères toujours amenti^ accidentellement, se divisent en deux grandes classe», savoir : les aciers; 2® les fontes.
Ce qui distingue particulièi'emeut les fontes des aciers, c’est que ceuX'K’i sc rapprochent du fer pour l'infusibilité et se travaillent de môme, tandis que les fonte» sont toutes fusibles à une température i>eu élevée.
PoEMiÈBE Classe. — ACIERS.
On considère comme type fondamental des aciers un composé de fer et carbone i>urs dans les projmrtions :
90 fer,
1 carbone,
100 acier.
Ile composé n'est pas rigoureux, et suivant que le dosage en carbone diminue on augmente, les propriétés se rapprochent soit de celles du fer, soit de celles de la fonte; c'est pourquoi on Ignore si e'est tme combinaison ou simplement un mélange.
Dans les proportions que nous venons de donner, l'acier a presque l’apparence extérieure du fer, mai» est lK>nueuup plu» dur, même quand après avoir été chauffé il est refroidi lentement. Il est blanc grisâtre, U cassure complète et unie, doué de l'éclat métallique ; sa texture est grenue, à grain Rn, égal et sem*; sa densité moyenne est 7,8.
Chauffé au rouge et plongé subitement dans l’eau, l’aclcr acquiert une dureté extrême; dans ce cas, il est plus cassant et d'une densité moindre qu'auparavant. Cette opération porte un nom dans les art» , c’est la trempe.
Suivant les localités dont s’extraient les matières i^cmières , suivant aussi le mode de traitement de <^s matières , on obtient des qualiU's d’aciers très distinctes. I.es matières qui le souillent principalement, sont : la silice, les verres siliceux, l’oxyde de fer, les métaux, le soufre, le phosphore, les phosphates.
l/cffet de ces matière» est, tout en modiflnnt certaines de ses propriétés, de lui communiquer une plu» grande dureté.
Dan» le commerce, on en distingue les cinq qualités principales suivantes, classées par ordre de dureté : l®l'ncier de cémentation; 2® l’acier dit naturel, de forge, de fusion, de terre , d’Allemagne ; 3® l'acier sauvage; 4® l'acier fondu; 5® l’acier WooU.
PBEPAnATIO.VS UE CES DirEEREXTS ACIEhS.
I® Acier de cèmenialton. L’acier de cémentation se prépare en laissant séjourner, pendant un certain temps , de» barre» de fer plat entourées de toutes parts de charboii en poudre , a l'abri du contact de l’air, dans des caisse» en terre cuite, exposces à une température ronge aussi constante que possible. Ce qui se passe iHiulant l’o|)ération est encore un mystère; à l’époque où MM. Laurent et Leplet ont donné leur
ACIKRS.
théorie de l'afRiiage de* métanx, théorie d’apre» laqnelie une certaine dose i'nciile mrtoiii^uedevenalt o.ryde de «irhone en contact arec le rAarhon, tandis qti'ane autre dose d'oxf/rfe de ror/iorie devenait ueirfe rarhoniqur en contact avec le /er, on a essaye de mettre de la craie au fond des caisses à l’effet de dégaçer une plus trnmde quantité d’adde carbonlqne A la fois et accélérer la ct'mcntation. On a obtenu ou cni obtenir de meilleurs résultats, mais voiUt qu 'aujourd'hui une nouvelle théorie suppose que la rarburatkm do fer est produite per l'hydrogène carboné et non l'oxyde de carbone. Cette dernière tliéorie mérite quelque faveur en ce que l'expérience a démontré, depuis longtemps, qne la cémentation s'effecv tiiott beaucoup mieux avec le noir animal qu'avec le charbon vi-gctal. Or le noir animal, s'il n’a pas été calciné avec le plus grand aoln, retient toujours qnelqnes parties non déooinpoaées qui dégagent de l’hydrogène carboné dans une nouvelle combustion. Ce qui nous semble dlfticile à admettre dans la rèmenlatkm par l’oxyde de carbone , c’est qne des caisses remplies de charbon pilé paissent contenir s.ss«>; d'oxygène de l'air pour cémenter d'une maniéré aussi efHeaoe qu'elles le font.
La cémentation des barres s'opère de la surface extérieure an centre, d’où résulte que, sur une section donnée, la composition est variable et d'autant plus riche en fer qne le point consldcré est plus rapproche du centre. C'est un défaut de l'acier de cémentation; aussi, pour l'employer, faut-il avoir soin de le marteler A chaud pendant quelque temps, afin de lui donner de l’homogénéité.
Plus le fer est pur, plua l’acier de cémentation est doux ; si le fer est roangonésié l'acicr qui en résulte est solide et élastlquo, par eonséqueut très propre A foire des ressorts et des tranchants. L'acier aaglais, qui se fabrique avec des fers de Suède de première qnalité, ne doit sa grande élasticité qu’au manganèse dont ces fers sont tons plus on moins chargés.
L'adrr de cémentation se forge et se soude bien avec lui-mème et avec le fer, mots il est quelquefois pallleox; pour éviter ce défaut on lui fait subir, pour beaucoup d'usages, une seconde cémentation, avant laquelle on a soin de le bien corroyer au marteau. Cette variété est connue sous le nom d'acier A l’eperon, dont il portait autrefois l'croprelnle.
Trempe. On disUogne deux espèces de trempes pour l’acier de céroentatioa :
I.a première consiste à le chauffer A nne ehalenr rouge, dans une forge, et A le tremper ensuite dons l'eou. Ce proeèdé a l'incouvétdent de diminuer sa dureté, en lui enlevant une partie du carbone qu'il oontleut et en augmentant la dose d’oxyde de fer.
La seconde, appelée trempe en paquet, consiate A entourer l'acier d’un cément en charbon, dans un cylindre en tdle, pour le soumettre an feu, ce qui le préserve de l'action de l'air, puis A le plonger chaud dans l'eau comme par la première méthode.
Cet ader est réservé A la fabrication des limes et oudls. Sonde au fer, il sert à armer des marteaux , des ciseaux cl des enclumes ; sa composition moyenne est la suivante ;
Carbone 0,7 S
Silicinm 0,16
Mangani'se, soufre ou phosphore. . o, in Fer 9R,TO
y Acier naturel. C'est une oombinaiaan de fer, carbone et verres siliceux provenant des scories des hauts-fonroemix dans lesquels il se prépare. Cet ader est plus dur que le précédent, nsais les éléments y sont Imparfaitement mélangés. Il peut s'obtenir, soit dans le traitement des minerais de fer, dans les fourneaux catalans , soit dans l'affloage de la fonte obtenue au bois ou au coke.
Par la premiéie méthode, l'ader est beanooup moins pnr que par la seconde; il contient du fer Intercalé, provenant de la réduction trop prompte du minerai A l’état métallique, l.'afflnage change la texture et la couleur du grain de cet acier; la trempe le rend moins cassant ; il
ÉTIDE DES MATÉRIAUX.
se forge et se soude bien, et comme son prix est Inférieur à celui de tous les antres, il est le plus répandu dans le commeree. Sa mmpmiUon est In même que celle de l'acier de cémentation ; les silicates seulenunl y dominent U il peu plus.
8“ .4cicr sauragf. C’est une variété de l'acier naturri qui se prépare presque exclusivement pour les niiéres; il est exoessiTement dur, non soodable. Immalléable.
41 AeifT fomlu. L'acier fondu est une combinaison de fer, carbone et verre siliceux dans une proportion supérieure à celle de l'acier naturel. Lorsque les principes composants sont bien dosés, le mélange peut fondre. Cet acier est le plus propre aux usages homogènes ; il est dur et difTicile à forger, ne se soudant que très difficilement au fer. On en fait des tranchants très solides, sans qu'il soit nécessaire de le tremper très chaud.
On prmt l'obtenir en fondant ensemble do fer pur, du verre et du carlxmate de chaux dans im rreuaet hrnitgvé ou garni intérirurement avec du charbon. L’action du carbonate de chaux est la même que pour l'acier de cementation ; seulement Ici la chaux restante fond et s« mélange dans les silicates.
On emploie l'acier forrdu à fhlre des hurins, des flllèros, des laminoirs d'orfèvres et des Instruments fins et tranchants.
Àrier Woolz. C'est une comblnaisaD de fer, carbone et silice qui s« prépare seulement é Hombag, dans les hules. Cet acier est fusible et doué d'une dureté extrême; c'est la silice qui lui donne eesdeux propriétés. La forge le détériore moins que les autres; on l'emploie à cause de cela, en méiange avec le fer, sons le nom i’étoffe, t foire des étimat et des lames tuhra. L'éloffe est un mélange de lames minces de fer et d'acier Intercalées, soudées eii.semblc dans cet état, et forgées ensuite. Dans ce mélangé l'acier fournit hi dureté et le fer la tenadte,
Dki'xieux Classe. — FONTKS.
Chimiquement, les fontes diffèrent de l'ader en ce qu’elles contiennent toujours au moins 2 pour 100 de carbone.
Les proportions de ce dernier élément dans la fonte Influent beaucoup sur ses propriétés : plus il est abondant , plus la fonte est douce au travail du burin et de la lime, et phis sa cassure est foncée en couleur. Iji densitédes fontes est varLiblc : la fonte empi<iyée généralement dans les machines , celle qui contient le plus de carbone, 5 a fl lamr lOü, a pour denstle de 7,2 à 7,6.
Les matières étrangères qui se trouvent le plus souvent eombinées é la fonte, sont :
Le silicium >, i* !>• looo fonte.
L'uluinlulum 8, i<l.
Le manganèse. 1 , "f.
Le plwsphore 2, l'rf.
Le soufre 2, '<#.
Ces matières |>euvent y exister toutes ensemble, ou quelques-unes seulement à la fois. Suivant la nature et la quantité de celles qui s’y trouvent , la qualité des fontes est variable.
Le sUieium et l’aluminium y sont apportés à l'état de silicate d'alumine par les laitiers des hauts-fourneaux avec lesquels les fontes sont en contact. Ces matières donnent de la fusibilité é la fonte, mais tendent i la rendre aigre.
Le manganèse, apporté par le minerai, fait crlstaMiser les fontes en gros cristaux tétraédriques, mais II ne peut y exister qu'autant que la silice ne domine pas. Sa présence, du reste, n'est utile que pour la forge.
Le soufre et le phosphore n'influeut pas autant sur la qualité des fontes que sur celle des fers. Leur effet est analogue à celui des laitiers.
VONTI‘:S.
La fonte n’est pas tiussl oxydable à Talr qne le fer; elle ne cramt pas, autant que lui , les agents destructeurs avec lesquels les métaux sont en rontact dans les maebines ; les eaux acidulées ou marines seules forcent à lui substituer le cuivre, soit à l'état de t^e , soit à l'état de laiton ou bronze , en alliage avec le zinc ou l'étain.
On divise les fontes en ; fontes blanches, — fontes truitées, blanches ou grises, — fontes grises, — fontes noires.
Les fontes biancfies sont celles qui contiennent le moins de carbone ; elles se rapjH'Ocbent de l'acier pour la dureté , mais elies sont très cassantes et très durtrs a travailler. Elles sont rejetées de la fabrication des machines et exclusivement Krservées pour celle du fer.
Les fontes tntitêfJt sont des variétés dans lesquelles la cristallisation a été effectué'^ trop brusquement ou les mélanges mal opérés ; dks sont traitées blanches quand elles présentent un fond blanc parsemé de taches grises; elles sont traitées grises quand elles présentent l'inversic. Oéi>éralement on ne prépare pas ces fontes exprès, mais quand on les rencontre dans les pièces de machines à ajuster, on ne les rebute presque jamais , surtout les traitées grises.
Les fontes griser ou fontes de moulage se di\ Isent en fontes aigres et fontes donees. Ce. sont les fontes douces que l’on emploie de préférence pour la oonstnk'tion des machines : leur degré de fusion est un peu plus élevé que celui des fontes blanches; leur cassure est grenue; elles sont faiblement ductiles et élastiques ; elles se travaillent facilement au burin et à la lime ; on peut les fondre plusieurs fois sans leur faire perdre leurs {Mxipriétés, pourvu qu'on oit In précaution de les maintenir à l’abri de l'air et de les laisser refroidir lentement. La fonte grise, refroidie subitement après la coulée, devient blanche. Cette propriélé qui , dans certains cas , est un grave inconvénient , dans d’autres rend d’éminents serv ices ; ainsi , c'est dans le but de Tutiliser que l'on fait les moulages dits en coquilles, moulages dans lesquels le sable des moules est remplacé par une enveloppe en fonte froide qui blanchit celle q\)c l'on verse dedans, H cela a une profondeur d'autant plus grande que l’épaisseur de œtte enveloppe est ello-mémc plus considérable. Remise au four, coulée et refroidie lentement , la fonte grise , qui a été bloitehie par refroidissement subit, redevient
On a remarqué qa’eo coulant la fonte à découvert, plus sa surface supérieure est bombée , (ilus sa quabté est bonne.
Les qualités des fontes ne suivent pas les mémos règles que les fers, relativement à leurs traitements ; ainsi , les fontes de Comte, qui produisent généralement d'excellent fer, ne sont pas toujours bonnes pour moulage ; elles sont quelquefois souflleuses : on est obligé , pour les employer, de les mélanger à d'autres fontes. En général , les fontes de moulage valent toujours mieux mélangées qu’en nature ; les fontes du Béni mélangées avec des fontes au coke donnent de très beaux moulages.
La valait du kilogramme de fonte démoulage brute, eu guaises, varie entre 0,19 et o,25.
La fonte noire, qui est la plus chargée de carbone , -a une densité de C,8 seulement ; ses propriétés sont celles de la fonte grise exagérée , c'est'é-dlre une douceur tellement grande qu’elle s'égrène très faeikment ; une porosité si considérable qu’elle n'a pas la moindre consistance ; en un mot , c'est une mauvaise fonte ; mois une fonts fkclle à rendre bonne par la ftisJon avec des fontes grises aigres.
CIJIVHE.
J I. — Propriété* ffénérolcn.
1 ° Etat pAystfue. I^cuivrepur estsolidejusqu'a une température assez élevée; on évalue qu’il fond à 37* du pyromètre de Wedfftoood, Si dans eet état on l’abandonno à lui-méme, U cristalbse en cubes ou octaèdres; si au contraire on le chauffe plus fortement, U produit des vapeurs qui, en contact avec une flamme, lui donnent une belle couleur verte dont l’intensité pourrait foire Mipposer que la volatibilité de ce
KTl'DE nES MATÉUlAtX.
ir>
métal e:>t ti-es crandc ; cependant il n'en est rien , car il résulte d'uiie expérience de M. Rertiiier, qu'un poids déterminé de cuivre, chauffe fortement , dans un creuset brasquc, a la température d'un four n porcelaine dure de Sevrés, n’a donné que J pour cent de perle.
î" Couleur, odeur et sneeur. l.c cuivre n une couleur brun rouge relatante qui lui est particulière; il l'St en outre doué d'une odeur et d'une saveur qui , sans être très fortes, sont néannvoins désagréables.
3° Oenrite. La densité du cuivre varie suivant l'état dons lequel il se trouve.
Le cuivTO en ftl a ponr densité 8,8793
Le euivre fimdn. 8,7880
l.c cuivre liattu 8,89.50
4" hihdntion. Ijr longueur d'une b.arre de cuivre rouge pur étant 1, sa dilatation linéaire entre 0" et 1 00 " est , d'apri-s :
