SOUDURE POUR LE FER

Lorsqu'on fait fondre de la tournure de fonte douce dans un creuset, avec une certaine quantité de borax calciné d'avance, on obtient une substance très-tenace, noire, brillante, assez semblable à de la poix: c'est un verre de borax, coloré par le fer. On saupoudre l'intérieur de la jointure, ou les deux parties éclatées, du fer en feuilles, de la tôle, d'abord avec du sel ammoniac, puis avec de la soudure ci-dessus; on l'expose à un feu de forge un peu vif, et, aussitôt sa fusion, on place la partie soudée sur une enclume, et on la bat vivement avec un marteau léger, aussi longtemps que la chaleur le permet. On a soin de souder

ACIER NATUREL, OU ACIER d'aLLFMAGNE. 1 47

par parties seulement; on recommence ensuite la même opération sur la partie prochaine, jusqu'à ce que toute la fente se trouve soudée.

On a publié un autre moyen, qui consiste à fondre cinq onces de borax dans un creuset de terre , d'y ajouter, lorsqu'il est fondu, une once de sel ammoniac, et de couler le mélange sur une plaque de fer ; quand il est refroidi , on le pulvérise , et on y ajoute une quantité de chaux vive égale à la sienne.

On chauffe le fer ou l'acier qu'on veut souder, jusqu'au rouge, et on y jette un peu du mélange, qui se fond comme de la cire. On expose la pièce à une nouvelle chauffe, mais à une température bien moins élevée que pour la soudure ordinaire; on la place sur une enclume, où on la martelle jusqu'à ce que les parties soient rejointes.

acier naturel, ou acier d'allemagne.

C'est l'espèce la moins pure, la plus inégale , la plus variable dans la composition; mais, en revanche, c'est la moins chère. Cette espèce d'acier possède aussi la propriété de se souder plus facilement : enfin , il est certains ouvrages pour lesquels elle est préférable aux autres espèces.

Le grain en est inégal , quelquefois il est fibreux ; sa couleur est généralement bleue ; on le forge aisément. Il faut l'exposer à une haute température pour le tremper, encore n'est-il pas possible de rendre cette trempe très-dure : chauffé plusieurs fois, il ne passe pas aussi facilement à l'état de fer que les deux autres espèces. Cet acier se subdivise en plusieurs sortes, qu'on obtient immédiatement de la fonte en gueuse , ou directement en traitant le minerai de fer.

L'acier qui est fabriqué avec la fonte , dans les affi-

l48 ACIER NATUREL,

neries , est connu sous le nom d'acier de forge (furnace Steel ) ; celui qui n'a été traité qu'une fois, dans le fourneau d'affinage, a le nom particulier d'acier brut ( rough steel); il est d'une structure très-inégale: ces deux variétés sont façonnées en barreaux, qu'on trempe et qu'on rompt ensuite.

Quelques fabricans examinent ces pièces, les assortissentselon l'apparence de leur grain et de leur contexture ; ils unissent plusieurs barreaux, soit de même qualité, soit de qualités convenablement mélangées, les corroient, et étirent le tout; de cette manière, ils obtiennent un acier, qu'on nomme à deux marques [ twice marked ) ; souvent on reprend les barreaux d'étoffes, et on les double une deuxième, une troisième fois , etc. ; on les reforge , et on les étire en barres dites à trois marques ( tlirice marked). Cette dernière espèce est très-élastique, plus parfaite, et d'un prix plus élevé que la première.

La fonte la plus propre à donner l'acier est celle qu'on obtient par le traitement du fer liématile ou spatbique. Si elle contient du manganèse, les fabricans la préfèrent : elle doit être grise. La fonte blanche n'est pas propre à la fabrication de l'acier, à moins qu'on n'augmente la proportion de carbone qu'elle contient, soit en la tenant long-temps en fusion, afin qu'elle s'empare d'une partie du charbon du creuset, soit en l'agitant avec une perche, ou, enfin, en la fondant avec de la fonte grise. La fonte noire ne donne qu'un acier sans nerf, à moins qu'on ne lui eidève une partie de son carbone, soit en la brûlant, soit en la combinant avec les laitiers de finerie.

On fond, dans des fourneaux à vent, la fonte qu'on veut convertir en acier, et on la traite à peu près de la même manière que si on voulait l'affiner en fer doux:

ou ACIICU UAl.LI MAGNE. I 49

seulement on donne nioins de vent, et la tuyère, au lieu d'être dirigée comme dans cette opération, est placée presque horizontalement. Le n»étal en fusion est garanti par une couche de scories , et on ne le brasse point. Quand la masse est devenue pâteuse et qu'on juge que l'affinage est poussé assez loin, on la retire du fourneau et on la façonne. Lorsque cet acier est fabriqué , on retire encore du fourneau un ou deux saumons (^pigs) de fonte qui a déjà quelques-unes des propriétés de l'acier, et dont on fait des instrumens aratoires.

Nous avons déjà dit qu'on fabrique encore l'acier naturel en traitant directement quelques minerais de fer dans des fourneaux-bas ou forges catalanes , appelées ainsi parce qu'elles sont en usage en Catalogne en Espagne. L'acier qu'on se procure ainsi est d'une bonne qualité pour les charrues et autres instrumens semblables. Les étoffes deuxièmes de cet acier font d'excellens ressorts et sont recherchées par les fourbisseurs.

Le meilleur acier naturel est celui qui est le plus dense, qui prend la trempe la plus dure, qui n'est pas friable. Le grain doit être égal et fin , il doit supporter la forge et la soudure sans se rompre ni se fondre, et sans changer de nature.

Le défaut principal de cette espèce d'acier est d'être pailleux ( strawy ) , de contenir des parties qui ne sont pas converties à l'état d'acier, qui sont encore de la fonte. Quelquefois sa surface est criblée de petits trous ou de criques; mais ce défaut n'est qu'accidentel, il provient d'un trop fort coup de feu. C'est pour remédier à ces divers défauts qu'on le corroie.

L'acier naturel le plus estimé est celui qu'on fabrique en Styrie : on le trouve dans le commerce en

J 5o ACIEU NATUREL,

barils ou en caisses de i pieds et demi ou 3 pieds de long. Le grain en est égal , serré et fin ; cependant , lorsqu'il est poli, il est fibreux, poreux en quelques endroits. Quelquefois il laisse voir au milieu de sa cassure une tacbe jaune, orangée ou bleue, qu'on nomme la rose ; les barres dans lesquelles elle se trouve se nomment acier à rose ( rose steel ). On a pensé long-temps que cette tache était un signe de la bonne qualité de l'acier, et des fabricans de différens pays se sont appliqués à l'imiter. Le fait est que cette marque est un défaut, elle prouve une mauvaise fabrication , elle ne se montre qu'à l'endroit où la force du barreau est le plus faible; ce n'est sans doute que l'effet d'une paille qui s'est formée lors de l'opération de la trempe. C'est avec cette variété qu'on fabrique en Allemagne les limes et les meilleurs outils; la température qui convient à sa trempe est celle du rougecerise.

L'acier qui prend rang après celui de Styrie est celui qu'on appelle acier d'Allemagne, ou pont stuff ( étoffes de pont); il n'est pas d'une qualité aussi bonne que le premier. On le trouve en barreaux de lo à ii pieds de long , ou en tonnes d'environ 3 pieds de long. 11 est marqué d'une ancre ou de sept étoiles en cercle : c'est l'acier le plus employé.

Il est encore une espèce d'acier d'Allemagne , appelé acier de Cologne. 11 est façonné en barreaux de 3 pouces 5 de long, i pouce 25 de large, et 0,76 d'épaisseur. Une autre variété appelée acier de Solingen , de Hongrie, est marqué d'un chêne, et se trouve en paquets de 4 ou de 6 barreaux attachés par des liens de fer; ces barreaux ont i pouce 26 en carré, ils sont de longueurs différentes.

Depuis long-temps les Français fabriquent de l'acier

ou AClEll D yVLLliMAGNE- j5i

naturel; mais on peut dire qu'il n'y a pas long-temps qu'ils sont parvenus à améliorer la qualité de leurs produits , et qu'ils ont cherché à rivaliser avec les Allemands.

Les meilleures fabriques sont celles de Rives dans l'Isère , dont l'acier est employé pour la grosse coutellerie , et pourrait sans doute l'être pour la plus fine. L'acier de Berardière est employé pour toutes sortes de ressorts et pour les cuirasses qui étaient généralement en fer ; elles ont quatre fois la force de ces dernières, sont aussi légères, et ne coûtent pas plus cher. L'acier naturel de la Hutte, dans les Vosges, est trèspropre à la fabrication des scies. On fabrique encore de très-bon acier naturel à Néronville dans la Nièvre ; on le vend en barreaux de 6 à 7 pouces 5 de long , et d'un pouce et demi en carré; il est marqué d'une n.

La fig. 309 est le plan du foyer employé à Kœnigshûttepourla fabrication de l'acier naturel par la fonte de fer. La fig. 3io est la coupe verticale selon tu, et la fig. 3ii, autre coupe selon j-z. Cette forge ou foyer d'affinage est construite sous une hotte comme à l'ordinaire : a plaque de grès réfractaire, formant la sole du creuset du foyer; b espace rempli de charbon de bois mouillé et concassé , sous lequel se trouve une couche d'argile bien battue x ; d plaque de fonte de fer qui constitue l'un des cotés du creuset, c'est la rustine; y autre plaque formant le contrevent; g troisième plaque formant le côté de la tuyère. Le creuset du coté du fond dnsi que 5 pouces ^ de profondeur; mais sur le devant et du coté y, il a 18 pouces. Le fond ou le côté d est élevé à la même hauteur que/^ au moyen d'un mur de charbon sec; / ouverture par oii s'échappent les laitiers pendant l'opération, et par laquelle on enlève le massé d'acier quand elle est finie ;

î5l ACIER NATUREL, OU ACIER d'aLLEMAGINE.

klmn pièces de fonte de fer employées pour contenir le fer sur le devant où se trouve l'ouvrier; o sol de l'atelier ; p tuyère en cuivre placée à 4 pouces \ du fond «. Elle est inclinée de 5 degrés vers le fond, et saille de 4 pouces la paroi du creuset , son orifice a I pouce ■ en travers et i pouce en hauteur; ^ buses de deux soufflets, chacune d'un pouce de diamètre.

L'acier naturel ou l'acier d'Allemagne ne prend pas un très-beau poli, ni une trempe très-dure. L'acier qu'on importe de Bombay, sous le nom de Wootz ou acier de l'Inde , est aussi une espèce d'acier naturel ; car on l'obtient de la fusion des minerais de fer, qu'on expose dans des creusets au feu de fourneaux à vent; on met plusieurs de ces creusets dans le mên)e fourneau. Cet acier est remarquable par la belle apparence veinée qu'ont les objets qui en sont fabriqués, lorsqu'ils sont polis. Cette apparence veinée est connue des coutelliers depuis long-temps ; et comme on l'a d'abord remarquée sur les sabres fabriqués à Damas, on en a fait dériver le nom qu'on donne en Europe aux instrumens qui les possèdent, ils sont damasquinés. Cette singulière contexture ne peut cependant pas résulter d'un mélange nîécanique de fer et d'acier, puisque l'acier des Indes la conserve même après qu'il est fondu.

M. Bréant pense que l'acier des Indes ou de Damas, est un acier plus chargé de carbone que celui d'Europe, et dans les principes duquel un refroidissement lent produit une séparation ; de sorte qu'en même temps il se manifeste deux cristallisations distinctes, l'une de l'acier pur, l'autre de l'acier surcarboné. L'acier pur ne cristallise pas, et lorsqu'on le fond avec du fer, le moiré qui se manifeste est blanc et peu marqué. Ce n'est que lorscjue le charbon est en excès , lorsqu'une partie du composé est à l'état de fonte, que le moiré

ACIER DE CÉMJÎIVTATION, OU POULE, etc. 1 53

se produit, surtopt lorsqu'on refroidit lentement, et qu'on plonge l'acier dans une eau aiguisée d'acide qui agit sur le métal, le noircit, et rend visible la cristallisation.

La fonte très-noire, réduite en grenailles, et fondue avec une quantité égale de même matière, calcinée auparavant , donne un damas excellent pour épées. On en obtient encore en fondant cent parties de fonte douce avec deux de noir de fumée. Selon M. Faraday , l'acier se moire encore lorsqu'on le fond avec une petite quantité d'argent, de chrome et d'autres métaux.

ACIER DE CÉMENTATION, OU POULE (bLISTEREU STEEl).

La cémentation du fer le convertit en acier de cémentation.

Les fourneaux qu'on emploie à Sheffiel, pour fabriquer cet acier, sont, d'après M. Collier, de forme conique. Vers le milieu se trouvent deux caisses (troughs) de briques , ou de pierres réfractaires , qui contiennent environ quatre tons de fer en barres. En bas du fourneau est une longue grille pour le feu.

Les figures 3i2 et 3i3 sont le plan et la coupe de ce fourneau :

c cône extérieur construit solidement en briques ou en pierres; sa hauteur ne doit pas être moindre de 4o ou 5o pieds à partir du sol. On le surmonte encore d'une cheminée cylindrique de plusieurs pieds de haut, pour augmenter le tirage. La base du cône, dont les dimensions sont arbitraires, est, ou carrée, ou octogone ; les côtés s'élèvent sous cette forme jusqu'à environ 6 pieds de hauteur ; de sorte que l'ensemble a l'apparence d'un cône dont la base est coupée en prisme; l'intersection du cône et du côté a, par conséquent, la forme parabolique.

l54 ACIER DE CÉMENTATION, OU POULE, etC.

Dans l'intérieur du cône est renfermé un fourneau de moindre dimension, qu'on nomme la voiJte (tlie vault), en pierres, ou en briques réfractaires , qui peuvent supporter la chaleur la plus intense; d dôme de la voûte ; e les cotés ; l'espace qui les sépare de ceux du massif extérieur est rempli de sable ; a b sont les deux caisses qui contiennent le fer qu'on veut convertir en acier ; l'espace qui les sépare est d'environ un pied ; la grille du foyer est au-dessous de cet espace. Ces caisses sont soutenues par plusieurs rangées de briques non liées, qui sont espacées, afin de donner passage à la flamme : ces espaces se nomment cheminées (Eues) , les côtés des caisses sont soutenus de la même manière , par quelques pierres séparées f , disposées de façon qu'elles interceptent le moins de chaleur possible. Le fond des caisses a environ six pouces d'épaisseur, les autres parties environ trois pouces.

Dans la voûte se trouvent ménagées dix cheminées très-courtes g^ trois de chaque côté, et deux, devant et derrière : elles conduisent la fumée dans le cône principal, figure 3i3. Des ouvertures , ou portes, sont pratiquées dans la face du fourneau : c'est par là qu'entre l'ouvrier pour charger les caisses, ou en retirer l'acier ; mais lorsque le fourneau est en feu , ces portes sont fermées avec des briques et de l'argile réfractaire ; chaque caisse porte encore de petites ouvertures à ses extrémités , par lesquelles on peut retirer une barre pour l'essayer, et connaître l'état du fer exposé à l'action du charbon : elles sont pratiquées vers le milieu de la caisse, afin que les barres qu'on peut en retirer donnent une connaissance approximative de l'état de toutes les autres.

h la grille du foyer; elle se trouve au-dessus du cendrier i. Ce cendrier a deux degrés, par lesquels

ACIER DE CÉMENTA.T10N, OU POULE, etc. 1 55

l'ouvrier chargé de la conduite du fourneau descend pour juger si le combustible est également réparti sur toutes les parties de la grille. Il juge aussi, à la lumière , si le feu est partout aussi vif; il se sert d'un fourgon, qu'il passe à travers les barreaux, pour ranimer la combustion. Le foyer est ouvert aux deux extrémités et n'a pas de porte; mais on en bouche l'ouverture avec de la houille bien tassée. La grille du foyer est à peu près au niveau du sol de l'atelier.

Les pierres qui revêtent le fourneau partout où la chaleur est intense, sont liées avec de l'argile très-réfractaire, dont on fait un ciment à l'aide d'un peu d'eau. La meilleure argile dont on puisse faire usage est celle de Stourbridge, dans le Staffordshire ; mais on en trouve cependant de très-bonne à Birkin-lane, près de Chesterfield.

On place au fond des caisses une couche de poussier de charbon de bois, sur cette couche un lit de barres de fer, puis un lit de charbon, et ainsi de suite, jusqu'à ce que la caisse soit pleine. On la recouvre alors d'argile, qui empêche le contact de l'air, condition nécessaire à la cémentation du fer. On continue le feu jusqu'à ce que la conversion soit complète, c'est-àdire huit à dix jours. L'ouvrier retire une barre de temps en temps , pour juger des progrès de la cémentation; on le voit aux ampoules ou criques (blisters) dont se recouvrent les barres. Alors on éteint le feu , on laisse refroidir pendant huit jours encore, et on retire alors l'acier des caisses.

On façonne quelques-unes de ces barres sous le martmet ; on leur donne environ un demi-pouce de large, et -— de pouce d'épaisseur.

Le fer de Suède qui convient le mieux à la fabrication de l'acier de cémentation , est celui d'Oregrund