Fusion (matériaux)

“ Le but qu’on se propose dans la fusion, est fondé sur la pesanteur spécifique des métaux, qui fait qu’ils ont la propriété de tomber au fond du vaisseau dans lequel on les traite, lorsque la matiere qui les environne a été mise en fusion ou dans l’état d’un verre fluide, à l’aide des fondans. ”

“ Quelques personnes, étrangères aux connaissances pratiques de l’art du fondeur, se sont élevées contre l’emploi de la deuxième fusion, pensant que les pièces de première fusion, d’un prix bien moindre, étaient d’un aussi bon usage; je vais entrer dans quelques détails à ce sujet. La fonte de fer est un métal de qualités très-variées; entre la fonte blanche et la fonte noire, qui sont les deux termes extrêmes, il existe une foule de degrés intermédiaires qui font varier la résistance absolue et la force d’élasticité, pour une même nature de métal, c’est-à-dire composé avec les mêmes minerais. ”

“ Lorsqu’on juge que la fusion est complète, on débouche l’ouverture dont nous avons parlé plus haut et le métal coule dans le réservoir ménagé à cet effet, et où on le laisse refroidir. Le fer ainsi obtenu n’est pas de la fonte et il a toutes les qualités du fer absolument pur. ”

“ Or, à côté de ces fers doux, fondus ou non fondus, il y a des fers durs qui durcissent surtout par la trempe, et dont les qualités essentielles, la dureté, l'élasticité, sont complètement indépendantes de l'opération physique appelée fusion. ”

“ Tout le monde sait que les métaux ferreux obtenus par voie de fusion présentent, dans certaines conditions, une fragilité particulière, que notamment toute variation brusque des dimensions d'une pièce métallique de cette espèce, crée un péril pour la solidité de cette pièce ”

“ Ordinairement, cette opération de simple fusion se complique d'un affinage, et c'est alors que le four électrique rend réellement des services d'un ordre tout particulier. Il permet, en effet, tout en utilisant des matières premières de seconde qualité, d'arriver à un produit de valeur élevée. ”

“ On emploie aussi, pour donner à l'acier l'homogénéité qu'exigent certaines applications, un moyen qui est plus efficace que le corroyage : c'est la fusion. La fusion de l'acier s'opère dans des creusets, à l'abri des gaz de la combustion ; elle donne un métal excellent qui peut servir à la confection d'instruments tranchants d'une qualité supérieure. ”

“ Fusions avec réaction. — Quelques fusions ne rentrent point dans les opérations dont nous venons d'indiquer les principes et les exemples. Elles donnent lieu à des réactions plus complexes et parfois de la plus haute portée industrielle.
C'est du moins le cas de la fusion avec réaction qui est, en réalité, l'une des phases de la métallurgie moderne du cuivre,
et qui vient de prendre une nouvelle vie dans la métallurgie américaine du plomb. ”

“ Dans un fourneau de petites dimensions, entretenez un feu doux, égal et suffisant pour que le métal soit perpétuellement dans l’état de fusion, sans jamais passer ce degré ; condition essentielle à notre dessein. ”

“ Si c'est du fer qu'on veut allier à de l'étain, comme ce métal exige une température plus élevée pour entrer en fusion, même à l'aide de l'étain, alors les corps gras dont nous venons de faire mention seraient brûlés avant que l'alliage eût pu s'effectuer. Aussi l'on est obligé, dans ce cas, d'avoir recours à un flux, qui forme une espèce de bain qui enveloppe le métal de toutes parts et le garantit du contact de l'air. Quand on juge que la fusion est opérée, on brasse pour rendre toutes les parties bien homogènes. ”

“ Mais la fonte, si elle n’a subi qu’une seule fusion, est rarement assez homogène, et c’est au moyen d’une deuxième fusion qu’on l’épure, qu’on la raffine, en la débarrassant de ses derniers dépôts terreux. ”

“ IL n’est donc point étonnant que l’électricité, en apportant les particules métalliques et les déposant tout près l’une de l’autre, en construise un métal solide tel que nous l’aurait donné la fusion ; car si l’on y réfléchit bien, la fusion n’est aussi qu’un moyen d’exclure tout intermédiaire entre les particules du corps, et par suite de leur permettre d’exercer leur attraction mutuelle au moment où la chaleur se retirera. ”

“ Près de chaque moule, un homme armé d’une tige en fer surveillait la température à l’état de la fusion dans les creusets.
Les procédés que Schwartz avait vu mettre en œuvre ailleurs étaient portés là à un degré singulier de perfection.
Le moment venu d’opérer une coulée, un timbre avertisseur donnait le signal à tous les surveillants de fusion. Aussitôt, d’un pas égal et rigoureusement mesuré, des ouvriers de même taille, soutenant sur les épaules une barre de fer horizontale, venaient deux à deux se placer devant chaque four. ”

“ La fonte brute pour moulage de lest vaut environ 15 fr. les 100 kil. Celle dito pour tuyaux en première fusion a. . . 16 Celle dito pour les objets de mécanique en deuxième fusion 3 vaut de 18 à 22 La marine achète les fontes pour canons 24
L’économie que présente la première fusion sur la deuxième a sa cause principale dans la différence de qualité et de valeur de la matière employée. Cette économie, appliquée aux constructions importantes, serait fausse, et pourrait avoir des conséquences qui ne sont pas acceptables dans de bons travaux. ”

“ La fonte malléable convient surtout aux petites pièces, qu'on peut facilement amener à être chauffées jusqu'à l'âme, à une température suffisante, sans aller jusqu'à la fusion, ce qui arriverait pour des pièces d'un gros volume. ”

“ Cela paraît prouver aussi que, quoique le feu ait été assez fort, non seulement pour brûler et vitrifier, mais même pour chasser au dehors une partie du fer avec les autres matières vitrescibles qu’il contient, la fusion néanmoins n’est pas aussi complète que celle des autres métaux parfaits, puisqu’en le brisant les grains reprennent la même figure qu’ils avaient avant la fonte. ”

“ On y trouve tout ce qui est nécessaire à la fusion, et à la séparation des métaux, un bureau d'essais, un atelier pour les graveurs de coins, une officine vaste et commode pour extraire les métaux des terres par le moyen des amalgames et un laboratoire décimastique. ”

“ La fonte grise sert à mouler les pièces de toutes espèces; souvent on moule les objets avec de la fonte de première fusion, c'est-à-dire que l'on conduit dans les moules le liquide qui sort du haut fourneau; c'est ainsi qu'on opère pour les grandes plaques et les roues dentées qui servent au constructeur de machines; pour les objets qui demandent plus de soin et plus de fini, on emploie la fonte de seconde fusion, c'est-à-dire que l'on soumet les gueuses de fonte provenant du haut fourneau à une nouvelle fusion dans un four spécial. ”

“ Il est vrai que le fer même travaillé peut être remis en fusion ; & qu’à chaque fois qu’il se purge, il perd de son poids. Mais fondez, purgez tant qu’il vous plaira de certains fers, vous n’en ferez jamais ainsi de l’acier. ”

“ La masse en fusion se compose d'un grand nombre de corps, dont plusieurs nous sont inconnus, et qui se rangent en zones différentes, suivant leur pesanteur spécifique, le plus lourd occupant le point central. ”

“ Tous ces graves inconvénients
devaient , dès lors , empêcher de considérer la fonte de fer comme un auxiliaire artistique , et elle ne pouvait être employée que dans la fabrication de grossiers objets . Mais , depuis une vingtaine d' années , la fusion du fer a fait des progrès considérables , les grands industriels qui dirigent nos usines ont trouvé des procédés qui permettent de faire , soit en première , soit en seconde fusion , des pièces de fonte d' une belle venue , d' un grain égal et suivant fidèlement les formes du moule . ”

“ Il est évident que, si le point de fusion est déterminé par la proportion de fondant, comme ce dernier contribue à abaisser le degré de solidité de la porcelaine, il est facile de déduire que le degré maximum de résistance ne sera pas obtenu si on en incorpore une quantité suffisante pour diminuer le point de fusion. ”

“ Sous la halle voisine de la grande fonderie, un four spécial fondait l’acier ; et le métal en fusion était reçu dans une grande poche de fonte, garnie de terre réfractaire, qui le versait ensuite mécaniquement dans des moules en forme de lingot. Des ponts roulants électriques, des grues d’une puissance considérable, soulevaient, transportaient ces lourdes masses, les amenaient aux laminoirs, les conduisaient aux ateliers de rivetage et de boulon nage. ”

“ On fait éprouver la fusion aqueuse cette masse en la chauffant dans une chaudière en fonte ; on laisse évaporer toute l’eau, on pousse la fusion ignée, et alors on la fait couler dans des carrés, où elle se solidifie. ”

“ Quand les métaux sont combinés , soit par fusion, soit par cémentation, les alliages produits possèdent généralement des propriétés et des caractères très différens de ceux des composans respectifs. Quelquefois la densité est plus grande, d'autres fois elle est moindre; le point de fusion est dans beaucoup de cas plus bas que la moyenne. L'élasticité est quelquefois accrue, d'autres fois diminuée, et la malléabilité ou la ductilité de l'alliage correspond rarement avec celle des métaux composans. ”

“ Quant à la soudure ou à la fusion des parties qui doivent être séparées, que ce soient deux membres ou deux individus qui soient soudés ou fusionnés suivant divers points de leur surface, nous pensons, avec M. Coste, que toutes les fois que deux êtres, ou deux parties d'un même être, se développent dans un sens tel, que les points de l'un tendent à occuper les mêmes points de l'espace que les points de l'autre, il doit y avoir nécessairement fusion, ou simplement soudure, suivant le nombre de points communs des deux parties. ”

“ La fonderie : sous la pression obtenue par le piston d’une pompe, le métal en fusion est projeté dans le moule à l’extrémité duquel a été placée la matrice ; pour les gros caractères, un deuxième corps de piston comprime énergiquement le métal, empêchant la production, à l’intérieur de la lettre, de trous ou soufflures. Après solidification, le porte-matrice quitte le moule et dégage l’œil de la lettre, en même temps que le chassoir recule, et, à l’aide d’une pince, va prendre le caractère que la lame fait monter. ”

“ La fusion de l'acier a lieu dans des creusets en terre réfractaire chauffés avec du coke dans un fourneau à tirage naturel ou à l'aide de houille brûlant avec flamme dans un four à réverbère construit comme un four de verrerie, ou enfin au moyen d'un régénérateur de Siemens avec chauffage au gaz. ”

“ Or, il est rare d'obtenir des surfaces parfaitement planes par le procédé de la fusion, et il serait souvent trop dispendieux de dresser après coup, au burin ou à la lime, les surfaces qui doivent s'appliquer l'unè contre l'autre. ”

“ De temps en temps, entre leurs mâts, on aperçoit les longues cheminées d'une filature ou d'une fabrique, ou les hauts-fourneaux de ces forges cyclopéennes, où les métaux en fusion, coulent, ruisseaux de feu liquide, et asservis à la souveraine volonté de l'homme, prennent en un moment toutes les formes que réclament les divers besoins de l'industrie. ”

“ Les fours de. fusion paraissent présenter, au contraire, un réel intérêt ; nous n'envisageons pas actuellement la fabrication de l'acier qui nécessite, généralement des réactions chimiques, mais bien seulement la fusion de métaux et d'alliages, tels que l'aluminium, le bronze et le laiton.
C'est surtout aux États-Unis que, depuis peu de temps, ces fours se sont extrêmement répandus. Cependant, en Europe, ils sont utilisés pour la fonte de l'aluminium, et même un four important a fonctionné pendant toute la guerre à Saint-Béron, pour la fusion du laiton. ”

“ La fusion de deux ou plusieurs inventions, découvertes ou améliorations dans un seul brevet, ne peut avoir lieu que si elles se rapportent au même objet, comme parties essentielles, ou moyens indispensables. ”

“ Quoique la fusion puisse souvent avoir lieu sans que le corps qui y est soumis change de nature & se décompose, cette opération est cependant aussi un des moyens de décomposition & de recomposition que la Chimie emploie. C'est par la fusion qu'on extrait tous les métaux de leurs mines, qu'on les revivifie, qu'on les moule, qu'on les allie les uns aux autres ”

“ Ces analyses ont permis non-seulement de se rendre compte de ce qui se passe dans cet appareil, mais encore elles m'ont donné le moyen de proposer une amélioration importante de sa marche.
5° Enfin les résistances offertes par la colonne de fusion conduisent sinon à des valeurs exactes, du moins d'une importance incontestable par rapport à la forme du haut-fourneau.
L'idéal de chaque industrie est non-seulement la production la plus économique de ses produits, mais aussi leur perfection. ”

“ TEMPÉRATURE DE FUSION. - On appelle température de fusion des métaux et alliages la température, exprimée en degrés centigrades, à laquelle ils passent de l'état solide à l'état liquide (à la pression atmosphérique) ; la connaissance du point de fusion d'un métal a une très grande importance en soudure autogène, car plus ce point de fusion est élevé, plus il faudra fournir de calories c'est-à-dire, en pratique, augmenter la puissance du chalumeau utilisé. ”

“ Comparons les effets de cette consolidation du globe de la terre en fusion à ce que nous voyons arriver à une masse de métal ou de verre fondu, lorsqu'elle commence à se refroidir : il se forme à la surface de ces masses des trous, des ondes, des aspérités; et au-dessous de la surface il se fait des vides, des cavités, des boursouflures, lesquelles peuvent nous représenter ici les premières inégalités qui se sont trouvées sur la surface de la terre et les cavités de son intérieur ”