S FER
métal. Dans cct affinage la fonte perd le quart et même quelquefois le tiers de son poids.
Les procédés de fabrication que nous avons donnés sont les plus communément employés ; il faut recourir aux traités spéciaux de métallurgie et surtout à l’arl dumaîtrc de forges de M.Pelouze si l’on veut se faireune idée des différentes méthodes suivies dans cette importante fabrication, méthodes qui varient selon les localités et la nature du minerai.
Oxides. Lorsque le fer est exposé à l’action de l’air humide , il s’oxide peu à peu et augmente de poids ; cet effet a lieu très lentement; mais si l’on lait passer de la vapeur d’eau dans un tube de verre chauffé et contenant du fil de fer, le métal s’oxide rapidement et le gaz hydrogène de l’caus’échappe presqueaussitùt. Une chaleur plus forte donne à l’oxide une teinte brunrougeâtre. La rouille jaune dont se couvre le fer qui a été long-temps exposéà l’air humide est un oxide mêlé de carbouate.
Les chimistes admettent trois oxides de fer ; le protoxide n’existe pas pur dans la nature ; il a été peu étudié et est peu connu. L’oxide noir, deutoxide , ctluops martial des pharmaciens, s’obtient en mettant détremper delà limaille de fer dans de l’eau qui ne la recouvre que d’une ligne à peu près , et abandonnant ce mélange jusqu’à ce que le 1er ait pris la teinte r.oire ; cct oxide est insoluble dans l’eau , indécomposable à une haute température , réductibicpar la pile voltaïque; s’il est chauffé il absorbe l’oxigène de l’air et passe à l’état de tritoxide. L’oxide ronge , tritoxide ( éch. syn. 28 fer, 12 oxigène), safraji de mars astringent des pharmaciens, sc prépare 1' en chauffant le fer en limaille, et en agitant jusqu’à ce que le métal soit converti en une poudre d’un rouge foncé , 2° en traitant le fer par l’acide nitrique , et décomposant le nitrate de icr par la chaleur. Les propriétés du tritoxide sont les mêmes que celles du deutoxide; seulement il absorbe l’acide car-
bonique au lieu de i’oxigène de l’air , et n’est pas magnétique.
Carbures. Le carbone s’unit au fer et forme deux composés : le premier, protocarbure de fer ouacier, est la plus importante des combinaisons du fer ; le second, deutocarbure de fer , est la plombagine.
L’acier est un composé de fer par et de carbone ; les proportions relatives de ces deux corps varient ; on a cru long-temps qu’ils entraient seuls dans la composition de l’acier; mais de nouvelles expériences ont lait reconnaître l’existence du silicium et même de l’alumine dans plusieurs aciers : quelques uns même, assure-ton , ne renferment pas de carbone , tandis que le silicium se retrouverait dans tous. Quelque soit le mérite de ces opinions, ce carbure est toujours tin produit de l’art. L’acier est brillant, susceptible d’un beau poli, insipide, inodore, très malléable, très ductile. Sa texture est grenue , le grain en est fin et serré ; il pèse moins que le fer, est plus dur, plus élastique, plus cassant : il se fond ctse solide à une température moins élevée. Les teintes que prend l’acier chauffé lentement sont le jaune-paille , le jaune d’or, le violet, le bleu foncé; puis il s’éclaircit, passe à une couleur blanche éclatante, et arrive à son point de fusion.
La propriété la plus remarquable et la plus utile de l’acier est celle qu’il possède de pouvoir être trempé, si après avoir été chauffé on le plonge subitement dans un liquide quelconque froid : il acquiert par cette opération plus de dureté , d’élasticité, il perd sa malléabilité, sa ductilité et devient cassant : son tissu est alors plus serré et plus fin.
S’il est refroidi lentement il conserve scs propriétés physiques naturelles.
L’acier, quand il est chauffé, doit toujours être abrité du contact de l’air.
On emploie ordinairement l’eau pour l’opération de
1 a t rem pe . PI u s I ’ac ier a é té ch a u (Té a va n t d ’ê t re t r em pé,
plus il acquiert de dureté.
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FER
Les nuances indiquées plus haut guident l’ouvrier dans l’opération. Le moment où il faut retirer l’acier varie < avec l’usage que l’on veut en faire: ainsi, la trempe r pourpre ou violette convient aux burins, aux outils employés dans le travail des métaux, aux ressorts, aux instrumens destinés à couper le liège , le cuir et autres corps analogues. La trempe jaune-paillc convient aux canifs, rasoirs et autres outils tranchaus , etc., etc. Si la trempe est trop forte on peut ramener l’acier au degré de dureté désirable en le faisant chauffer et le laissant refroidir lentement; il perd d’autant plus de sa dureté dans cette opération qu*il a été élevé à une plus haute température ; on peut même ainsi le détremper complètement. Les ornemens ou iuscr ptions s’exécutent de la manière suivante : on peint sur la lame, avec une composition huileuse , les ornemens ou caractères, on l’expose alors à la chaleur nécessaire pour la trempe ; la couleur de la lame est partout altérée , excepte aux endroits recouverts parla peinture ; on enlève cette dernière ; les ornemens paraissent de la couleur de l’acier poli , et sont très visibles : on ne peut donc révoquer en doute que ces différentes nuances de couleur ne soient dues à l’oxidation partielle de la surface métallique.
On distingue dans le commerce trois espèces d’aciers: l’acier de cémentation , l’acier de forge, l’acier fondu. L’acier de cémentation s’obtient en plaçant dans une caisse de tôle des barres de fer forgé, enveloppées d un cément composé de charbon pulvérisé, de suie, de cendres et de sel marin : on soumet la caisse dans un fourneau à une température très élevée pendant un temps plus ou moins long. La surface seule de ces barres est acicrce.
L’opération par laquelle on fait l’acier naturel se borne à enlever à la fonte la chaux et une partie de la silice et du carbone qu’elle contient , en ne laissant que la partie nécessaire pour aciércr le fer. Cette opération diffère peu de celle par laquelle on affine le métal.
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L’acier fondu s’obtient en chauffant dans un creuset des fragmens d’acier naturel ou de cementation recouverts d’un fondant compose de poussière de verre; le verre de gobeletterie fait avec de la silice, de la chaux, de la posasse, est le meilleur : on pousse le feu jusqu’à ce que l’acier soit en fusion liquide , on le remue avec une baguette de fer, puis on le coule dans une lingotière après avoir d’abord enleve la couche de verre. Cet acier, qui se forge au rouge cerise, est le plus pur; il est homogène, susceptible d’acquérir le plus beau poli : il est particulièrement employé à faire la bijouterie, les ressorts de montre, les rasoirs, la coutellerie fine, les outils de graveur, d’horloger, etc.
L’acier de cémentation est plus propre pour les objets qui doivent avoir de la dureté , les instrumens de chirurgie, de serrurerie, de menuiserie, les burins, brunissoirs, grattoirs.
L’acier naturel sert à faire les armes blanches , les fleurets, les ressorts de voitures.
L’acier de l’Inde, dont la composition est peu connue, s’imite en combinant l’acier avec du charbon, de la silice et de l’alumine , ou par l’alliage de l’acier avec le platine ou l’argent.
La tacha noire qui reste sur l’acier lorsqu’un point de sa surface a été corrodé par les acides, offre un moyen de distinguer ce composé du fer qui donne une tache blanc-verdâtre.
Plombagine appelée aussi Graphite. Pes. 2,1 8 (comp. fp carb., B fer). Ce composé est un deuto-carbure de 1er que l’on trouvedansla nature. Cependant plusieurs chimistes prétendent que la présence du fer est accidentelle , et que la plombagine n’est qu’un oxide de carbone. Celte substance est gris-noire, onctueuse, infusible ; elle s’empare de l’oxigène à une température élevée , et forme de l’acide carbonique et de l’oxide de 1er. La plus pure est employée à faire des crayons : tantôt on scie la masse en parallélipipèdes allongés; tantôt ce carbure broyé et mêlé avec de l’argile est
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cuit dans un moule de la forme voulue, puis introduit dans une rainure de bois tendre. C’est par une opération de ce genre que Conté , et aujourd’hui INI. Ilumblot, préparent les crayons si connus des dessinateurs : la plombagine mêlée à la graisse 'forme un enduit destiné à diminuer le frottement des machines. »
Phosphüre de fer. Le phosphore peut se combiner avec le fer ; mais il faut pour produire cette combinaison prendre le phosphore par fragment et le mettre en contact avec un fil de fer qu’on porte au rouge pâle dans un creuset.
Sulfure de fer. Pes. 4) 7 (comp. ioo fer, i io souire.) La nature olfre en grande quantité ce composé de soufre'et de fer; c’est un des minerais les plus répandus; il est solide, d’un jaune d’or, brillant, absorbe lentement l’oxigène de l’air humide en passant à l’état de sulfate ; on le connaît sous le nom de pyrite de fer , il sert à préparer la plus grande partie du sulfate de fer du commerce : on en extrait aussi le soufre, il existe un autre sulfure naturel qui contient moins de soufre ; il est plus rare et peut s’obtenir artificiellement.
L’iode et le chlore forment aussi avec le fer des composés : le dernier (chlorure de fer) est volatil. Enfin , ic fer forme avec le cyanogène un acide ( acide ferrocyanique) dont nous parlerons dans la chimie ani male.
Sels de Fer.
Carbonate de fer. Ce sel se trouve dans la nature ; il est connu sous le nom de 1er spathique. Sa couleur varie ; on le traite en grand pour en extraire le fer.
Sulfate de fer. (éch. syn. 4° acid, suif., 3(i prot. de fer.) L’acide sulfurique concentre n’cxerec sur le 1er qu’une faible action, à moins qu il ne soit bouillant : s’il est étendu de deux à trois parties d eau, il le dissout à froid, et il y a dégagement abondant d hydrogène. Il existe réellement deux sulfates de fer.
FER. ao3
L’an, protosu f ale de fer, couperose verte , vitriol vert, est susceptible de donner de beaux cristaux verts transparens : ces cristaux sont cfiloresccns , ont une saveur styptique , se résolvent en une poudre jaunâtre lorsqu’ils sont exposés à l’air sec. Ce sel est soluble dans deux fois son poids d’eau froide, et dans les 3/4 de son poids d’eau bouillante. Il est vénéneux: chauffé i! se fond, perd son eau de cristallisation ; si le feu est violent, l’acide sulfurique est chassé, il ne reste qu’une poudre rouge connue dans les arts sous le nom de colcot/iar : c’est un tritoxide de fer.
On obtient le sulfate de fer par la décomposition des pyrites; ces minerais, arrosés, exposés à l’air pendant environ un an, et lessivés, donnent une solution qui, évaporée , dépose en cristaux le sulfate de fer du commerce : ce sel en dissolution exposé à l’air en absorbe l’oxigène et passe à l’état de tritosulfate jaune et roxge ; ce dernier qui est toujours un produit de l’art est sans usage. Le protosulfate entre dans la composition de l’encre, de plusieurs teintures et du bleu de Prusse.
C’est avec ce sc! que l’on précipite î’hydroclilorate d’or, pour obtenir ce métal très divisé et propre à la dorure sur porcelaine ; le protosulfate calciné avec un poids égal de sel marin pulvérisé et agité dans l’eau laisse précipiter une poudre micacée d’un brun violet très bonne pour repasser les rasoirs. Si on soumet le protosulfate dans un creuset à l’action de la chaleur, il fond dans son eau de cristallisation , .se dessèche et se décompose : le résidu solide est, avons-nous dit, du tritoxide de fer; les produits volatils sont de l’oxigène, de l’acide sulfureux et un liquide brun fumant , connu sous le nom d’n eide sulfurique glacial ou d e Nordhausen , parce qu’il se prépare en grand dans cette ville. Ce liquide, examiné par M. Bussy , est un acide sulfurique anhydre employé quelquefois dans la teinture.
Nitrate et hydrôcii eorate de fer. Les acides nitrique et hydrochloriquc dissolvent le fer à la température ordinaire; le premier acide peut donner deux