Acier

“ L’acier présente ainsi des variétés infinies qui forment une série presque continue, si bien qu’il est souvent difficile de dire où finit le fer et où commencent les aciers, où finissent ces derniers et où commencent les fontes. ”

“ La Tour Eiffel est en acier ; en acier, le pont Alexandre III ; en acier, les bâtimens gigantesques des dernières Expositions universelles. L’acier est le métal-roi, et c’est la chimie qui la fait roi !
Seulement, comme nous l’avons déjà fait entendre, depuis Mushet, tous les aciers, tous les fers aciéreux sont plus ou moins manganèses : c’est donc un acier nouveau qui règne à la place de l’ancien. De plus, l’emploi des métaux récens appelés aciers spéciaux, celui des aciers moulés, qui se répand de jour en jour, marquera sans doute le début d’une nouvelle évolution de la sidérurgie. ”

“ L'acier naturel, appelé aussi acier de fusion, n'est autre chose que de la fonte épurée d'une partie de son laitier et ramenée ainsi à l'état de fer. Cette espèce d'acier ne s'emploie guère que pour des ouvrages communs, des faux, des scies, des ressorts de voitures. ”

“ 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 ”

“ On appelle acier soudé (weld-steel, ou Schweiss-Stahl) tout corps analogue durcissant par la trempe et obtenu sans fusion, c'est le métal autrefois désigné sous les noms d'acier naturel, d'acier de forge ou acier puddlé. ”

“ 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 différence qui existe entre elles vient si bien de leur état moléculaire, que la fonte blanche prend une teinte grise si on la refroidit avec lenteur, et la fonte grise, si on la refroidit brusquement, se transforme en fonte blanche.
— Et l'acier, grand-père?
— L'acier, comme la fonte, est un carbure de fer qui, au lieu de contenir 5 pour 100 de carbone, n'en renferme que six sept millièmes, plus un peu d'azote. L'acier, tu le sais, est blanc, brillant, et prend un beau poli. Rougi au feu et abandonné à un refroidissement lent, l'acier redevient du fer malléable. ”

“ DÉFINITIONS. —L'acier, à cause de son carbone, tient le milieu entre la fonte et le fer ; chauffé au rouge et refroidi brusquement, il devient très-dur et cassant : il est trempé. La manière de tremper ou de faire la trempe de l'acier, soit dans de l'eau, ou dans du mercure, ou dans des corps gras, constituent le travail et le succès du fabricant. ”

“ 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. ”

“ A ACIER. L’artillerie, qui n’employoit dans ses nombreux travaux que de l’acier provenant d’Allemagne & d’Angleterre, ne fait plus usage maintenant que d’acier indigène : l’industrie française ayant créé de belles aciéries en divers lieux du royaume.
On sait que l’acier est du fer affiné & combiné avec du carbone ; qu’il diffère de la fonte par l’absence de l’oxigène, & du fer par la présence du carbone : ainsi l’on peut tirer l’acier de la fonte ou du fer, en privant la première de son oxigèné, en introduisant du carbone dans le second. ”

“ Presque tous les ouvriers en fer & en acier donnent ce nom à des morceaux d’acier commun dont ils forment les parties non-tranchantes de leurs ouvrages : les parties tranchantes sont faites d’un meilleur acier. ”

“ L'acier utilisé dans les constructions et dans les ouvrages d'art est l'acier au carbone. Jusqu'ici les aciers spéciaux. au nickel, au chrome, au tungslène, au molybdène ont été réservés à des usages particuliers en raison de leur prix de revient plus élevé. D'ailleurs, tels qu'ils s.ont livrés par l'industrie sidérurgique, les aciers au carbone de bonne fabrication répondent parfaitement à tous les besoins de la pratique des travaux publics. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ Les résultats, vraiment dignes d'admiration, peuvent être résumés de la manière suivante : 1° Dans la fabrication actuelle de l'acier, ce qu'il y a de remarquable c'est l'effort que l'on fait à peu près généralement pour produire abondamment et à bon marché cet acier qui, par suite de sa ténacité et de sa dureté plus grandes, peut être employé avec avantage comme succédané du fer doux et du bronze dans la fabrication des gros objets, mais qui ne peut pas être appliqué de la même manière à la confection des objets délicats. ”

“ Pour convertir le fer en acier, on met dans une petite caisse des barreaux de fer doux avec des substances animales, et on expose la caisse à un certain degré de chaleur ; les matières animales sont converties en charbon ; ses molécules, à l’état naissant, pénètrent les barreaux de fer incandescens, se combinent avec le fer et le convertissent en acier.
e. Le charbon peut encore se combiner avec le soufre, et former un sulfure charbonneux.
Le charbon et ses combinaisons ont pu être également produits dans le sein des eaux, à mesure qu’elles se sont accumulées à la surface du globe ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ H. Acier de carburation. - La deuxième espèce d'acier importante est l'acier de carburation (acier. de cémentation, acier poule) , qui se prépare avec le fer ductile que l'on chauffe au rouge sans interruption en présence de substances carbonées renfermant en même temps de l'azote. four produire un bon acier cémenté, il est nécessaire d'employer du fer de bonne qualité, comme celui que fournissent la Suède (celui de Danemora) et l'Oural. ”

“ 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. ”

“ L'acier est une des formes les plus importantes que revêt le fer. Il suffit d'un ou deux centièmes de plus ou de moins de carbone en combinaison avec le fer, pour qu'au lieu de fer malléable, ce soit de l'acier, ou au lieu d'acier, de la fonte. ”

“ L'acier étant, comme la fonte, un composé de fer et de carbone, mais dans lequel la proportion du carbone est beaucoup moindre, on comprend que, dans l'opération du puddlage, chaque particule de fonte puisse, avant de se convertir en fer malléable, passer par cet état intermédiaire qui constitue l'acier, et c'est, en effet, sur ce principe simple que repose la fabrication de l'acier puddlé. ”

“ La variété même des procédés employés indiquait le trouble qui régnait dans les traditions et les usages. Tantôt, comme en Suède, on tirait l’acier de fontes au bois traitées au bas foyer : c’était l’acier naturel, le meilleur de tous ; tantôt, comme en Angleterre, on cémentait de bons fers en leur restituant à l’état solide la proportion de carbone nécessaire pour en composer des aciers ”

“ 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. ”

“ L'acier contient plus de carbone que le fer, et moins que la fonte : les procédés anciens de fabrication de l'acier consistaient à donner du carbone au fer pour obtenir l'acier; on maintenait le fer en contact avec du charbon à haute température : on avait ainsi un acier appelé acier de cémentation peu homogène. ”

“ 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) ”

“ En cet état on le nomme acier commun. On l'emploie à faire des limes, des scies, des ciseaux, des couteaux, &c. On en envoie une très-grande quantité dans plusieurs provinces d'Angleterre, sur-tout à Sheffield & Bermingham. On le vend depuis trente jusqu'à trente-deux fchelings le quintal, de cent douze livres Comme les extrémités des barres convertis en acier, ont ordinairement des pailles & font un acier moins parfait, on les coupe pour les forger en paquets. On nomme cet acier
acier doux, il s'emploie, en le soudant, à l'extrémité des outils dont on se fert pour travailler la terre. ”

“ Quoique cet acier soit toujours inégal, rempli de pailles, moins dur, et moins cassant, il est beaucoup plus employé que tous les autres aciers, pour la grosse coutellerie, les ressorts, les charrues, attendu qu’il se soude plus facilement et qu’il est à un prix fort inférieur. ”

“ Enfin l’acier peut s’obtenir de plusieurs manières différentes : par l’affinage incomplet de la fonte, en y laissant une certaine proportion de carbone, — par la carburation du fer, méthode qui fournit l’acier cémenté, — par un mélange en proportions convenables du fer et de la fonte, comme l’avait proposé Réaumur, etc.
Parmi les progrès qui se remarquent dans la fabrication de la fonte, les plus importans sont l’économie de combustible réalisée par l’emploi du vent, surchauffé, et les changemens apportés aux transports de minerai. ”

“ Dans le langage des ouvriers, l'acier se pâme. Assez généralement les fers qui se cémentent facilement et promptement perdent leur propriété aciéreuse dans un très petit nombre de chauffes, tandis que, chose très remarquable, elle se conserve opiniâtrément dans les aciers dont la cémentation a été plus longue et plus difficile. ”

“ Les aciers de 40 à 60 kilogrammes sont les plus intéressants pour les constructions, parce que, seuls, ils se laminent en tôles et profilès; se forgent ou se coulent en moules pour pièces de machines.
Suivant la nature de l'application, construction ou outillage, ce qu'on entend
par acier de première qualité est donc tantôt un acier extra-doux ou extra-dur, Cette appellation n'a donc qu'une signification relative. ”

“ Veut-on faire de l'acier ? On a un foyer moins grand que le précédent, on le prépare dans le fond de la même maniere ; on incline un peu plus la tuyere ; on met le charbon par-desfus, & lorsqu'il a été échauffé en y chauffant des morceaux d'acier que l'on forge , on y approche une de ces masses qui a resté dans le fond du bassin de la précédente opération , & qu'on nomme fer. ”

“ En résumé, en faisant appel pour l'étude des aciers à l'analyse micrographique et à l'étude des points critiques (y compris leur hystérésis) , nous classerons les aciers conformément aux principes posés par la Commission permanente de Standardisation française (Unification des Produits métallurgiques) , le 10 juin 1919, à savoir : 1° Aciers ordinaires au carbone ou primaires, c'est-à-dire ne contenant pas d'éléments étrangers au carbone en quantité suffisante pour modifier sensiblement leurs caractéristiques. ”