Fer (matériau)

“ Le fer est un métal très compact et peu malléable, solide; dur, sonore, et le plus élastique des métaux, La sage et prévoyante Providence, toujours attentive à pourvoir aux besoins de l'espèce humaine, a su multiplier les productions qui lui sont de première nécessité. Les plus utiles du règne végétal et du règne animal sont aussi les plus communes. Dans le règne minéral, le fer tient un des premiers rangs parmi les métaux nécessaires à l'homme : la nature lui a donné des propriétés sans nombre et très utiles ; elle l'a répandu avec profusion dans les entrailles de lij. ”

“ Fer brut ou fonte. — Le produit de la réduction des minerais de fer, sous l'influence d'une haute température, du carbone et de l'air injecté dans le haut fourneau, porte le nom de fer brut ou de fonte. La fonte se compose des corps suivants : fer, carbone (sous forme de graphite et de carbure de fer) , silicium (sous forme de graphite de silicium et de siliciure de fer) , soufre, phosphore, arsenic, aluminium. C'est à la présence du carbone que
la fonte doit sa couleur et ses autres propriétés. ”

“ ROUILLE du fer, des métaux. Espèce de poussière de couleur différente, suivant le métal, qui se forme sur la superficie exposée à l’air. Tous les êtres, dans la nature, réagissent les uns sur les autres s’entre-détruisent, reparoissent sous de nouvelles combinaisons, & toute la matière est sans cesse agitée, & successivement reproduite sous différentes formes. C’est ainsi que la partie du fer en contact avec l’air atmosphérique, se convertit en rouille ou chaux de fer, & cette chaux devient la base des terres ocreuses & les colore en jaune ou en rouge foncé si on les expose à un feu ardent. ”

“ L’attraction qui règne entre l’aimant, & le fer ou l’acier, est démontrée par plusieurs expériences que tout le monde peut répéter facilement.
Première expérience. Suspendez en équilibre un morceau de fer à un bras de balance, & présentez, au-dessous de ce fer, à une distance convenable, un aimant, soit naturel, soit artificiel ; le morceau de fer sera aussitôt attiré, & l’équilibre rompu. Le fer suspendu par un cordon s’élèvera ou s’abaissera selon que l’aimant sera présenté au-dessus ou au-dessous du fer. ”

“ Le fer, si abondamment répandu dans le règne minéral à l’état d’oxydes ou de sels et qui est devenu, grâce à ses emplois multiples, une substance de première nécessité pour la vie extérieure de l’homme, est aussi un corps indispensable pour sa vie intérieure, c’est-à-dire pour le bon fonctionnement de ses organes. ”

“ Ainsi le fer est étudié en géologie, en minéralogie, en physique, en chimie. Le géologue traite des terrains dans lesquels ce métal se rencontre; le minéralogiste en décrit les formes extérieures; le physicien expose les phénomènes superficiels, sa couleur, sa densité, sa capillarité, son électricité, phénomènes qui sont pour lui autant d'êtres fictifs ; le chimiste parle ensuite des phénomènes qui résultent des combinaisons du fer avec d'autres corps ”

“ On a remarqué que le fer & l'aimant ont une grande conformité entr'eux : l'aimant peut se convertir en fer très-pur, se rouiller, & le fer peut a la longue devenir un parfait aimant. Voyez les Mémoires de l'académie royale des sciences de Paris, à l'occasion de plusieurs barres de fer, qui se sont trouvées fortement aimantées, & qui servoient à affermir la charpente des clochers de Chartres, En un mot, le fer & l'aimant se transmettent leurs propriétés réciproques & semblent devenir les corps les plus homogènes de la nature ; c'est ce qui l'a fait appeller fer vivant. ”

“ Un fait certain, c'est que l'emploi du fer est relativement moderne.
Mais qu'est-ce que le fer? Pour les chimistes, c'est un corps simple, métallique, solide, d'un gris bleuâtre, très ductile, c'est-à-dire pouvant être étiré en fils ténus, et très malléable, c'est-à-dire pouvant s'aplatir sous le marteau. Dans la nature, le fer se présente sous forme d'oxydes, de carbonates, de sulfates, selon qu'il est combiné avec l'oxygène, l'acide carbonique ou le soufre. Ces trois formes se subdivisent à leur tour ; il y a : l'oxyde de fer magnétique, ou minerai de Suède ”

“ Nous avons parlé du fer natif : il n'est qu'un accident, nous n'y reviendrons pas. Nous ne signalerons aussi que pour mémoire les fers qui se trouvent dans la nature combinés à la silice, au soufre, à l'arsenic, au titane, au chrome, au tungstène, etc. : ce sont là des subslances que la pratique ne peut employer actuellement. Nos observations porteront simplement sur la trinité utile du fer ; les peroxydes, les oxydulés, les carbonates : là, le métal est simplement combiné à l'oxygène et à l'acide carbonique, lequel, comme on sait, n'est jamais difficile à dégager. ”

“ Le fer est un des métaux les plus répandus dans la nature; il s'y rencontre sous forme d'oxyde, de sulfure, de sulfate, de carbonate, de silicate, etc. Le fer se trouve dans la plupart des terrains, et très fréquemment dissous dans les eaux (eaux ferrugineuses) . ”

“ Indépendamment des éléments ci-dessus qui se rencontrent toujours dans les métaux ferreux industriels, il en est d'autres qui sont ajoutés a dessein dans le but de leur faire acquérir des propriétés spéciales ; ce sont par exemple, le chrome, le nickel, le tungstène. le vanadium, le titane, etc. Le fer est le terme initial d'une série de composés ferreux dont les suivants sont l'acier et la fonte. ”

“ Chaque métal constitue un genre particulier, dans lequel sont réunies toutes les combinaisons qu'il forme avec les autres corps. Ainsi, dans le genre fer, à côté du fer natif, sont le fer arsenical, le fer sulfuré, les oxydes et les phosphates de fer, etc. ”

“ Le fer, en effet, malgré son ancienneté, n'existe à l'état de pureté que dans les collections des laboratoires, sous forme de petits échantillons d'un grand prix. Quant au fer des métallurgistes, il est toujours mélangé à d'autres éléments qui altèrent ses propriétés fondamentales. ”

“ Pour isoler les métaux de leurs minerais, on les soumet à des préparations mécaniques et à des procédés chimiques, dont nous allons donner une idée pour les sept métaux usuels.
Le fer. — Le fer est l'âme, peut-on dire, de toutes les industries; sous ses trois états principaux de fonte, de fer forgé et d'acier, il trouve d'innombrables applications qui tendent tous les jours à se multiplier. ”

“ Nous sommes entrés dans ce détail pour faire entendre que la qualité du fer vient de l’espece de mine ; que quand un fer est doux de sa nature, il peut néanmoins être cassant, ou par le trop de remplissage qui gonfle & éloigne les nerfs, ou par la forme circulaire qu’un trop grand degré de chaleur ou la trempe lui aura fait prendre. ”

“ Lorsque le fer a été converti en acier et que celui-ci a subi une certaine préparation qui a resserré ses pores et ses molécules, le métal, ainsi transformé, acquiert des propriétés qu'il n'avait pas auparavant. ”

“ Cet acier, plus dur et plus poli que le fer, et en même temps plus élastique et plus fin, rend à l'homme de grands services : il en fabrique tous les instruments tranchants.
CHARLES. — C'est dans la terre que l'on trouve le fer?
LA MAMAN. — Oui, aussi bien que les autres métaux. Ils sont, comme on dit, à leur état natif, quand on les rencontre purs et naturels ; mais, le plus souvent, ils sont combinés avec d'autres substances: c'est du minerai. Le fer est presque toujours en cet état; cependant, en Amérique et en Sibérie, on le trouve souvent à l'état natif. ”

“ On emploie depuis longtemps, on le sait, dans les usages de la vie, trois sortes de fer très-distinctes : le fer proprement dit, l'acier et la fonte, dont les propriétés diffèrent bien plus encore que l'aspect; la fonte est en effet fusible, dure et cassante; l'acier, difficilement fusible, dur et malléable ; le fer, enfin, réfractaire au feu, dur à la lime, cédant au marteau et plus malléable encore que l'acier. ”

“ Le fer est un métal dur et malléable qui se trouve répandu dans toute la nature, mais rarement à l'état pur. On l'extrait des minerais auxquels il est mélangé en traitant ces minerais par la chaleur dans des appareils appelés hauts-fourneaux. ”

“ En associant le fer et l'acier, certains de ces fers étaient légers et durables ; mais la terre et les graviers en se tassant dans les rainures, les saillies en s'arrondissant, enlevaient bientôt toute adhérence au sol.
Ferrures avec substance molle. — Pour empêcher les glissades, on a encore tenté de fabriquer des fers avec la gutta-percha, le caoutchouc, le cuir de
buffle pressé, la corne de mouton fondue, le papier pressé, le carton-pâte, etc., tous ces fers n'ont eu qu'un succès de curiosité. ”

“ Au point de vue de la forme qu'ils affectent, leo fers du commerce se distinguent en fers marchands, glacés, feuillards et rubans, larges plats, rails, fers à 1, à planchers, fers spéciaux (T, U, cornières, Zorès, tôles) .
Le fer le plus pur est celui qui se soude le mieux.
Quand la proportion de carbone s'açcrolt, la soudabilité diminue, mais la dureté augmente.
Le fer pur présente une texture cristalline qui varie suivant la forme qu'on lui donne. ”

“ Quoique le fer ne soit pas regardé comme le métal le plus précieux, on l’emploie dans trois états différens, qui tous ont des propriétés particulières, d’après lesquelles il peut s’appliquer à des usages variés. ”

“ Les qualités du fer varient un peu suivant ses destinations. En général, pour les machines et les outils, on demande qu'il soit doux, souple et nerveux.
Le fer tendre plie à chaud et casse à froid ; le fer fort ou mou est nerveux et plie à chaud et à froid ; le fer sec ou dur casse à froid et à chaud ; enfin le fer rouverin casse à chaud et plie à froid. ”

“ Quand le fer, après avoir coulé du foyer par l’ouverture qu’on y a faite et après s’être refroidi, est bien homogène et aigu dans ses extrémités et dans ses coins, que le fer même est parsemé de petits points gris, on regarde cela comme un signe indiquant qu’on a saisi la véritable proportion entre la mine et les charbons ”

“ Qui fascine le fer dans sa cause apparaît.
Il faut que de l’aimant mille effluves s’écoulent,
Dont le tourbillon chasse et dont les chocs refoulent
L’air qui s’interposait entre le fer et lui.
1020Dès que le vide est fait, dès que l’air s’est enfui,
Les éléments du fer sont projetés en masse
Et sans se désunir ; l’anneau qui se déplace
Reste entier dans sa chute et suit le mouvement ”

“ Pour l’étain, nous avons montré l’existence d’un métal qui affecte différentes formes et fait ressortir la loi de la transformation réciproque. Avec le fer, dans ses diverses modifications, nous retrouvons la même chose et en plus un phénomène nouveau à considérer, c’est la formation de ce que l’on nomme des solutions solides. ”

“ Le fer existe dans la nature à l'état métallique, en masses quelquefois énormes et en fragmens disséminés, mais dans quelques contrées seulement; il se rencontra le plus souvent à l'état de combinaison avec d'autres corps comme l'oxigène, le soufre, certains métaux, etc. ”

“ Le fer ne doit jamais se présenter chaud sur le pied: Le bœuf qui travaille.
Le fer est plus fort que le précédent; vous ménagez à peu de distance de la pointe de la platine, sur le bord en dedans, un prolongement de fer pour tirer un pinçon à cette partie; ce pinçon, vous le rabattez à plat en suivant et tournant sur le dessus de l'ongle, et à peu de distance sur le bord en dehors, vous parez cette partie du pied avec le boutoir ou avec la reinette ; l'ajusture est donnée de même qu'au précédent, et les clous seront dans la proportion du fer. ”

“ Si nous connoissions une fois le fer dans toute sa pureté, nous pourrions marcher bien plus sûrement pour l'obtenir de son minérai, avec addition, ou sans addition, & l'employer avec le plus grand avantage dans les Arts & dans le Commerce. Je fuis fort tenté de croire qu'il en est du fer comme de l'or, que plus il est pur, plus il est doux & malléable ”

“ Le fer, en tant que matiere en général, est étendu, divisible, figurable, mobile en masse ; si la matiere du feu vient se combiner avec lui dans une certaine proportion ou quantité, le fer acquiert alors deux nouvelles propriétés, sçavoir, celles d’exciter en nous les sensations de la chaleur & de la lumière qu’il n’avoit point auparavant &c. ”

“ Si le fer offre cette différence avec d’autres métaux incomparablement moins répandus, tels que le cuivre, l’argent, l’or ou le platine, il le doit sans doute à sa sensibilité vis-à-vis des agens chimiques, particulièrement de l’oxygène, qui, combiné dans les matières pierreuses constitutives de l’écorce terrestre, en forme environ la moitié comme poids. Une réaction avait, il est vrai, fait supposer la présence de fer natif dans quelques roches basaltiques, mais ce métal n’y était pas reconnaissable, sans doute à cause de son extrême degré de division. ”

“ L’interposition de tous les solides connus, le fer excepté, ne détruit point l’action attractive ou répulsive de l’aimant. Sur le haut de l’appareil représenté dans la fig. 345, placez au-dessus de l’aimant NS, successivement une plaque circulaire de bois, de marbre, de carton, de verre, de cuivre, d’étain, &c., de quelque matière que ce soit, au fer près ; saupoudrez la plaque circulaire de limaille de fer. ”

“ DU FER
Généralités. — Le fer est le métal primitif, base de la fonte et de l'acier ; il est malléable, ductile, tenace; il fond à 1800° ou 2000° et se soude à luimême à la température dite blanc soudant. Sa densité est 7k,800 environ.
On l'obtient de la fonte par diverses méthodes mais surtout par le puddlage.
Puddlage (Angl. to puddle, gâcher, remuer) . — C'est le procédé le plus important ; il consiste à décarburer et épurer la fonte sur la sole fixe ou mobile d'un four (fig. 3, Pl. III) dit à puddlei-, chauffé à la houille ou au gaz. ”

“ Ainsi le fer est un corps simple, il peut se combiner à d'autres substances, mais il est indécomposable ; de quelque façon qu'on le traite, on n'en peut retirer que du fer. Dire que ce corps s'est transformé, corrompu ou altéré par un séjour prolongé dans l'air, l'eau, etc., c'est prononcer des mots vides de sens. ”

“ On file le fer pour en faire des gazes et des tissus métalliques dont l'emploi s'étend à beaucoup d'usages, le cuivre, l'argent et l'or ; on file jusqu'au verre : les métaux, à la filière; le verre, au moyen du feu. Le fil de tous ces corps durs et résistants ne se peut obtenir que par extension ; celui des corps filamenteux ou flexibles, provenant des végétaux, mou jusqu'à un certain point et plus ou moins souple, se forme par l'entortillement de ses parties, qui, ainsi pressées et liées, ont acquis une telle adhérence, qu'elles doivent plutôt se rompre que se désunir. ”