Acier fondu

“ Avant de passer en revue les produits exposés, qu'il nous soit permis de dire en quelques mots les difficultés qui se présentent dans les opérations multipliées qui sont nécessaires pour la mise en œuvre de l'acier ; nous parlerons surtout de l'acier fondu, car aujourd'hui les aciers naturels et cémentés ne sont plus employés que pour des outils grossiers d'agriculture, pour des limes de qualité inférieure, etc., où il est plus tenu compte de la facilité d'employer l'acier, après l'usure de l'outil, que du bon usage qu'il doit rendre. ”

“ Parmi les Compagnies qui font exclusivement usage de l’acier, les unes emploient la même qualité d’acier pour les bandages de tout leur matériel; d’autres exigent des aciers de qualité supérieure pour les bandages des locomotives, et des voitures à voyageurs. Parmi les aciers employés, on distingue les aciers puddlés et les aciers fondus. Ceux-ci sont de beaucoup les plus répandus. Ils se divisent eux-mêmes en diverses catégories, selon le procédé de production. Les plus employés sont : l’acier fondu au creuset, l’acier Thomas et Gilchrist, l’acier Martin-Siemens et surtout l’acier Bessemer. ”

“ En cherchant le métal le plus à l'abri de la rupture, on a été conduit à l'emploi des essieux en acier fondu, dont la contexture se rapproche de celle de la fonte, et on a cru augmenter la résistance en trempant cet acier.
Des expériences directes ont démontré que les essieux en acier offrent une résistance plus grande contre la torsion, et ont une limite d'élasticité plus étendue que les essieux en fer.
Le prix d'acquisition des essieux en acier fondu est plus élevé que celui des essieux ordinaires; mais la durée des premiers étant beaucoup plus grande, il y a avantage à les employer. ”

“ Quand on veut rendre cet acier plus dur et plus fin, on le fait fondre dans un creuset, en l'exposant à un violent feu de forge. L'acier fondu sert à faire la coutellerie fine, les instruments de chirurgie, les ressorts de montre, les coins monétaires, la bijouterie d'acier, etc. Cette qualité d'acier a été obtenue pour la première fois en Angleterre en l'année 1740. Quand un acier un peu chargé en charbon est fortement chauffé et qu'on le laisse refroidir lentement, il se forme à sa surface des cristaux qu'on rend apparents lorsqu'on arrose l'acier d'une eau acidulée. ”

“ Il est important de prendre du bon acier ; l'acier fondu est moins cher par le bon usage qu'il fait, que les aciers forgés de provenance douteuse.
L'acier doit avoir le grain fin, et en examinant un bout cassé, celui qui se déchire en cassant est plus résistant et a plus de corps que celui qui casse net comme un verre à vitre.
Vous trouverez chez les quincailliers des aciers de toute grosseur, depuis trois millimètres jusqu'à
un, deux et trois centimètres carrés et méplats, c'est une affaire de prix proportionnels. ”

“ L'acier fondu ne peut être soudé avec le fer ; le système le plus avantageux pour obtenir de l'acier fondu consiste à enfermer hermétiquement dans des creusets une certaine quantité de fer mêlé avec du charbon et du verre pilé, bien chauffer le creuset à blanc et l'entretenir dans cet état jusqu'à ce que l'opération soit terminée.
De l'alliage de l'acier et du fer pour la fabrication des outils et instruments. ”

“ A l'état naturel, les aciers ont une dureté croissante à mesure qu'ils renferment plus de carbone, qu'ils se rapprochent davantage de l'acier au maximum de saturation. Les ténacités ou résistances à la rupture suivent la même loi, elles augmentent d'une manière continue du fer doux à l'acier le plus vif. Les charges que les aciers peuvent supporter avant d'atteindre leur limite d'élasticité sont encore dans le même cas. Au contraire, les allongements qu'on peut obtenir diminuent quand la quantité de carbone et, par suite, la dureté et la ténacité augmentent. ”

“ Il indique déjà l'extension de la fabrication des outils par cémentation et indique la voie pour les recherches à faire.
167. Acier fondu. — lin laissant, dans les creusets le fer ou de préférence des aciers bruts Ressemer ou Martin en contact avec du charbon, on obtient de l'acier fondu. On emploie pour celle fabrication différentes recettes qui sont tenues plus ou moins secrètes par leurs auteurs, et qui
tendent à donner de la fluidité à l'acier et à empêcher la production de soufflures. ”

“ Certaines usines, par l'addition d'une petite quantité d'acier fondu dans les cubilots, arrivent à améliorer considérablement la ténacité de la fonte : de cette manière, des charges de rupture de 18k à 20k par m/m □ et même plus ne sont pas difficiles à réaliser. Toutefois cet expédient n'est pas à recommander parce que les additions d'acier dans la fonte donnent souvent lieu à des soufflures et à.des tassements dans les pièces moulées. ”

“ Les avantages de cette amélioration seront très-sensibles dans les districts où les ouvriers habiles font défaut.
Outils en acier fondu.
L'acier fondu n'a pas été appliqué seulement aux outils de forage, mais encore aux pics, aux coins, aux marteaux, etc. L'initiative de cette fabrication a été prise dans
les districts d'Essen et de Bochum, où se trouvent les fabriques d'acier fondu les plus importantes de l'Allemagne. ”

“ L'acier s'aimante plus difficilement que le fer, mais une fois aimanté, il conserve l'aimantation, ce qui le distingue du fer doux. L'acier est susceptible de recevoir par le poli un très bel éclat ; il s'applique, dans l'industrie, à mille usages qui varient selon sa qualité.
D'après leur mode de préparation, les aciers se distinguaient autrefois en : A. de cémentation, dit aussi A. de poule; A. de forge, obtenu par l'affinage partiel de la fonte, et A. fondu, provenant de la fusion des aciers précédents. ”

“ Les prix des aciers, les économies qu'on peut faire dans le travail ne sont pas encore nettement établis ; il est donc difficile d'affirmer à priori que les constructions à terre faites avec ce métal seront toujours économiques. Mais, dans la marine, les avantages de l'emploi de l'acier sont beaucoup plus évidents. Une réduction notable sur le poids de coque d'un navire permet d'augmenter d'autant le poids de l'artillerie, de la cuirasse, de la machine, du chargement, etc. ”

“ La connaissance des propriétés et des usages de ces aciers fins reste encore aujourd'hui la base des principales appréciations qui se rattachent aux industries de la quinzième classe.
Les aciers naturels, dit encore M. Le Play dans un de ses ouvrages, sont produits à peu près comme les fers ordinaires,
par affinage au charbon de bois, au moyen de fontes à acier qui proviennent elles-mêmes de minerais d'une nature toute particulière. ”

“ On appelle acier une combinaison de fer et de carbone, moins riche en carbone que la fonte et capable d'acquérir par la trempe, c'est-à-dire par immersion du métal chaud dans l'eau ou dans l'huile, des propriétés précieuses. Après la trempe l'acier a acquis une dureté extrême qui le rend propre à la confection des outils, une élasticité qui le fait employer à la fabrication des ressorts de toute espèce. ”

“ D’une façon générale, l’acier tend de plus en plus à se substituer à la fonte et au fer. Environ 75 pour 100 de la fonte produite ont été convertis eu acier, au cours de 1899, tandis que 72 pour 100 seulement l’avaient été en 1898. La production de la fonte en 1899 a exigé l’abatage et le traitement d’environ 90 millions de tonnes de minerai de fer, soit environ 9 tonnes de minerai pour 4 tonnes de fonte. ”

“ On fabrique en général les aciers naturels en affinant la fonte dans des fourneaux au charbon de bois, semblables à ceux que l'on emploie dans la métallurgie du fer; la différence entre les deux opérations consiste en ce que, dans la fabrication de l'acier naturel, l'affinage n'est pas poussé aussi loin; on modère davantage l'action du vent et des scories sur la fonte en fusion. L'acier brut ainsi obtenu est ensuite languetté, c'est-à-dire aplati sous un laminoir et un martinet, qui le transforment en barres que l'on met en paquets et que l'on corroie. ”

“ Lorsqu'on veut produire de l'acier dans un four Siemens-Martin, la méthode généralement suivie consiste à introduire dans un bain de fonte des matières déjà décarburées, telles que fer et acier, à diminuer ainsi progressivement la dose de carbone contenue dans la fonte et à obtenir, par le moyen d'une addition de fontes manganésées ou autres, un acier de la qualité demandée. ”

“ La composition la meilleure , ( dit cet illustre académicien ) pour convertir en acier très - dur, très fin & très-bon, le fer le plus propre à devenir acier, (appellé par cette propriété mine d'acier , ) consiste en deux parties de fuie, une patrie de charbon pilé, une partie de cendres de bois neuf, le tout bien tamisé, & trois quarts de partie, ou environ de sel marin réduit en nue poudre très-fine. On environne de ce mélange des barres de fer ; on enduit le tout de terre glaise, & l'on le met dans un fourneau sur un feu violent. ”

“ Ce n’est qu’à la premiere fonte qu’on peut commencer à conjecturer ; & ce n’est qu’après avoir poussé un essai à son plus grand point de perfection, que l’on s’assure de la bonté ou de la médiocrité de la mine.
La Nature a tellement destiné certaines mines, plûtôt que d’autres, à être acier, que dans quelques Manufactures de France, où l’on fait de l’acier naturel, on trouve dans la même fonte un assemblage des deux mines bien marqué ; elles se tiennent séparées dans le même bloc. Il y en a d’autres où l’acier surnage le fer dans la fonte. ”

“ Or je démontrerai par ce que je dirai sur la nature du fer & de l’acier, que l’acier naturel est dans un état moyen entre le fer de fonte & le fer forgé ; que lorsque l’on pousse le fer de fonte au feu (j’entens celui que la nature a destiné à devenir acier naturel) , il devient acier avant que d’être fer forgé. Ce dernier état est la perfection de l’art, c’est-à-dire, du feu & du travail ; au-delà de cet état, il n’y a plus que de la destruction. ”

“ Il serait fort à désirer que le gouvernement donnât des encouragements pour élever des manufactures d’acier dans ces différentes provinces, non seulement pour l’acier par la cémentation, mais aussi pour la fabrication des aciers naturels, qui sont à meilleur compte que les premiers, et d’un plus grand usage dans les arts, surtout dans les arts de première nécessité. ”

“ Premier groupe. — Aciers dont la température de transformation au refroidissement lent e) est sensiblement la même que la température de transformation à réchauffement (Voir diagramme, fig. 4o) .
Rentrent dans ce groupe les aciers ordinaires au carbone (aciers io, n, 12, i3, i4, 10, 16) du tableau Standard de l'Aéronautique.
Aciers au manganèse (i,5o de Mn) ; Aciers mangano-siliceux; Aciers au nickel de cémentation (21 du tableau Standard) ; Acier au nickel-chrome de cémentation (3i du tableau Standard) ; Acier nickel-chrome nuance demi-dur et dur (Nos 32 et 33 du tableau Standard) ”

“ Les fers à acier, c'est-à-dire les fers malléables éminemment propres à produire de l'acier par voie de cémentation, doivent, comme les aciers naturels, leurs propriétés caractéristiques aux minerais dont ils proviennent ”

“ Une comparaison avec les années antérieures nous montre que, si la production de fer a été en augmentation constante, la proportion de fonte convertie en acier a crû encore plus rapidement : grâce à l’abaissement du prix de cette fabrication, l’emploi de l’acier se répand de plus en plus. ”

“ C’est celui de tous les métaux qui est susceptible d’une plus grande dureté, quand il est bien préparé. On le fait en le tenant dans un grand feu parmi des cornes de bœuf, & des charbons de saule, ou de hêtre, & en le plongeant dans des eaux ou décoctions astringentes & fort froides, après l’avoir coupé en plusieurs parties, & fait fondre plusieurs fois. On fait l’acier de deux façons, par la fonte, ou par la cémentation. Voyez ces mots. M. Felibien en compte de cinq forces. Il y a un acier naturel, & qui en a toutes les qualités en sortant de la mine. ”

“ Un fait qui se reproduit chaque jour dans nos usines permet de se rendre raison de ce phénomène. Pour changer le fer en acier, il suffit de le chauffer dans de la poussière de charbon. Bien que la température ne soit nullement à comparer à celle que possèdent les roches en fusion vomies par les fissures du globe, une petite quantité de carbone se volatilise et pénètre jusqu’au cœur du morceau de fer, qui se trouve avoir changé de nature, avoir acquis toutes les propriétés de l’acier. ”

“ Une précaution indispensable pour avoir du bon acier cémenté, c’est de se procurer du fer bien pur, sans gerçures, sans pailles, et qui ait été forgé avec le plus grand soin. Des expériences très exactes, faites sur des fers de la Franche-Comté, du Berry, du comté de Foix, qui avoient été bien étoffés et très-bien travaillés, ont fourni la preuve que le fer de Suède n’est préférable à tous les autres fers dans la fabrication de l’acier, que par la seule préparation de la forge. ”

“ Si l’on veut donc définir exactement l’acier, il faut d’abord en distinguer deux especes ; un acier naturel, & un acier factice ou artificiel. Qu’est-ce que l’acier naturel ? c’est celui où l’art n’a eu d’autre part que de détruire par le feu l’excès des parties salines & sulphureuses, & autres, dont le fer de fonte est trop plein. J’ajoûte & autres ; car qui est-ce qui peut s’assûrer que les sels & les soufres soient les seuls élémens détruits dans la fusion ? ”

“ La fabrication de l’acier naturel ne diffère de celle du fer forgé qu’en ce qu’on ne détruit de carbone, dans la gueuse qu’on affine, que ce qu’il faut pour qu’il reste acier. L’acier naturel se nomme acier de fusion, de forge ou d’Allemagne, d’où il étoit principalement apporté autrefois. ”