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t e rm in e r d a n s c e s c i r c o r t f t a n c e s c e qui e f t l é p lu s
p r o b a b l e .
§. I I . Examen des faits qui doivent feryir de bafe '■ àla
théorie de la converfioh du fer en acier , & dés
conféquences qu ïls prèféntent.
Les queftions que préfente cet examen peuvent1
être - diftribuées fous cinq chefs principaux5, & dans1
Tordre fuivant : i° . tout fer-peut-il devenir acier ?
2.0. Quels font les moyens d’opérer cette conver^5
fion ? 3 °. Par quels procédés l’acier peut-il être ra-1
mené à l’état de fer ? 40. Quel eft l’effet de la trempe
& du recuit fur l’acier ? <°. Enfin, Quels font- les
cara&ères & les propriétés1 qui diftinguent l’acier
du fer?
i. Tbut fer peut devenir kcier f ç’éÛ un fait qu’il eft
facile-de prouver^- 8ç mêMé qui fora généralenient
accordé, dès qh’on voudra bien faire attention qu’il
ne- s’agit ici que d’une vérité de foience qui m E P
dépendante de toute application, & non un principe
d’art qui eft toujours fubordonné arla comparaifon
des dépenfes & des produits. Quelque compliqués
quelque laborieux que folent les procédés pour ramener
tbus les fers de différente' ' qualité à un foui
for parfaitement ideîitique, ils font dans la main- du'
Chymifte-, qiü, -en variant les combihaifons; & mettant
fuccëffivement'eH jeu autant d’affihités qii’il eft
nécefiaire, peut'àf la fin parvenir à fépater la puré
terre martiale de toute matière étrangère,7 & la réduire
, après cette purification; en un métal parfaitement
homogène. Ce métal petit être converti en.
acier, il eft donc certain que toùt fer eft néceffaire-
ment fufceptible de cette converfion.
Cela n’empêche pas, comme l’on voit, qu’il n’y
ait des mines de fer plus difpofées à donner de l’acier
& même des mines, que par Cette râifon on
peut nommer mines d’acier : telles font celles que
les Allemands appellent Stahljlein. L’illuftre Bergman,
avant que d’avoir donné fon analyfe du fer, écrivoit
dans fà diflertation fur les mines de fer blanches ;
( §. §. IX . & X . ) que 106 liv. de régule de la
mine d’Eifenert^, tenoient 30,95 de manganèfo ^ &
que c’étoit à cette manganèfo qu’il fallait attribuer la
fupériorité de Varier des mines de fer blanches ou fpa-
tiques, quelle augmentdit leur dureté, & leur communiquait
une couleur argentine. Mais on n’a pas encore
tenté de faire de l’acier avec la manganèfo pure, &
il n’y a pas d’apparence que l’on y réufiit ; d’autre
part, on obtient de l’acier des mines de fer, qui
ne contiennent point de manganèfo, ou du moins
qui n’en contiennent que dans une proportion très-
foible & abfolumènt incapable d’influer fenfiblement
fur les qualités du produit : ce n’eft donc ni la
manganèfo qui reçoit & communiqué le caractère de
l ’acier, ni même l’alliage de fer & de manganèfo en
certaines proportions qui jouit exclufivement des
propriétés effentiellès au métal, que nous nommons.
acier. Tout ce que l’oh peut conclure des obferva-
tions bien conftatées fur la prééminence des mines.
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de fer fpatiques pour la -fabrication de l’acier, c’eft
que la préfence d’une partie, même affez confidérable
de manganèfo n’affoiblit pas fenfiblement dans le fer,
devenu acier, lès' qualités propres, à cet état, 8c que
cet alliage met le fer dans une condition plus favorable
pour être changé en acier. On fait que la
miné de for fpatique expofée feule au feu en vaif-
feau clos, devient affez fluide pour percer le creufet
c’eft un fait que j ’ai moi-même ôbfervé' plus d’une
fois; ce feroit s’abufor volontairement, que d’attribuer
cet effet à l’aéfiôn - de la terre calcaire fur le
quartz du creufot,-puifqu’au même-degré de feu la
. chaux adhéreroit à peine à la furfàCe ; il faut recon-
1 rtoître qu’il eft décidé par 'la propriété éminemment
Vitrefoible de la manganèfo -, '&T1 ne faut .pas chercher
d’aiitre càufo difpofânte que cette fluidité même
k • la réduéliori plus entière ; à ï là dépuration plus
exaéle du métal. Au rèfte, de quelque manière que
la manganèfo agiffë, c’eft toujours le fe f qui devient
acier, qui le devient avec1 elle,'comme fans
elle. J’ai déjà arinôncé dans les Elémens de. Chymie
de l’Académie de Dijon ( tome -I , p. 247 ) que j’a-
vois vu aux -forges de.Buifon, des maffets, mi-partis
d’acier, retirés par la fufion, fuivant la méthode
catalàifé , de mines en grains * qui étoient fort éloi-
ghéeS'rde! la qualité deS'mines de fer fpatiques , & fi
pauvres dé manganèfo,1 qu’elles ne verdiffoient- pas
fonfiblèmént avec le mitre én fufion. Mais ce qui
me paroîf devoir trancher toute difficulté à cet égard,
c’eft que M. Bergman- a lui-même traité plufieurs
aciers qui ne lui ont donné que de manganèfo
( analyfe du fer, §. §. 8 & 9 ). On n’imaginera pas
fans dôùfe qu’une auffi foible proportion ait pu contribuer
à la production de l’àcier, fur-tout, lorfqu’on
voit des fers' qui en contiennent près d’un fiers, con-
ferver l’état dé fer duéKle.
Concluons donc déjà que le fer eft par lui-même,
& indépendamment ,des matières étrangères auxquelles
il eft accidentellement uni, fufceptible de
paffer à l’état d’acier; que ces matières peuvent,
fuivant leur nature, favorifer cette converfioh, ou
la rendre plus difficile, mais qu’elles n’y concourent
pas effentiellement : c’étoit le premier point à acquérir.
I I . Quels font des moyens de convertir le fer en
acier ? C ’eft de la réfolution de cette queftion que
nous devons nous promettre les lumières' les plus
sûres pour arriver à la vraie théorie de cette opération;
puifque,fi nous parvenons à circonfcrire les
conditions qui fuffifent, & les matières qui concourent
effentiellement à cette nouvelle production, il
fera plus : facile d’en déduire la caufo immédiate des ^
changemens que l’on obferve. Commençons donc
par prendre une idée, non-feulement des procédés
en ufàge, mais auffi de tous ceux par Iefquels on a
réufli à, produire l’acier ; & laiffant à l’écart les recettes
compofoes qui ne permettent pas' de découvrir
quelle, part chacun des agens peut avoir a
l’effet, attachons-nous particulièrement à ceux qui,
n’employant qu’une matière, ou qu’une condition 3
A c i
Sonnent \ pàr cela-mêmfe', des réfultats moins’ équivoques
& des conféquences plus . certaines. .
J’ai annoncé qu’il y avoit deux manières principales
de faire l’acier , l’une ' par fufiori, c’eft-à-dire,
en faifant paffer la fonte elle-même à l’état d’acier ,
foit en-lui laiffant prendre uno-certàine confiftance
fur le fond du fourneau, foit en retraitant la fonte
coulée hors du fourneau. La fécondé , par. cémentation
, dans laquelle on emploie le fer forgé en barres,
que l’on expofe à une chaleur long-temps continuée
, environnées de poüffiere dé charbon.
Chacun de ces aciers peut avoir quelque prérogative
dépendant de la réunion plus ou moins parfaite
des molécules, de la converfion plus ou moins
uniforme ; •& fur-tout d e ‘l’état du fer cémenté ;
mais quand on ne s’occupe que de TaCte même de
la converfion, il eft évident que , dans les deux méthodes",
le même effet; abfolu eft produit précifément
par les mêmes caufos : la chaleur & le con-
taél des matières charbonneufos, ou , pour mieux
dire, le féjour dans ces matières ; car pèrfonne n’ignore
que l’on confommé1 bien plus de charbon pour
la même quantité de mine , lorfqu’on veut l’amener
à l’étàt d’açier, que lorfqù’on veut en liren feulement
du fer ; on a même la précaution de garnir
les fourneaux de pouffière de Charbon, d’en couvrir
les maffets dès qu’on Tes retire ,■ &c. Puifoue
ces circonftances fuffifent pour donner de l’acier au
lieu de fer, on doit d’autant - moins héfiter de leur
attribuer l’effet, qu’elles fe' rencontrent précifément
les mêmes dans l’opération qui cônvertit-lefor ductile
en acier.. La feule différence que l’on pourroit
remarquer entré les deux méthodes} c’eft. que, dans
la première, le charbon environnant n’eft pas également
défendu de l’accès de l’air; mais il né faut
pas imaginer pour cela que tout le charbon que l’on
emploie s’enflamme fubitement, & n’agiffe que par
la chaleur qu’il produit; on fait? 1 au contraire qu’il
feroit contre l’objet de laiffer pénétrer fair :jufqu’à
la furface de la maffe en sfufipn : la manipulation
rétablit par vcoriféquent à un certain point la condition
qui ne fe trouve pas dans, l’appareil.
Pour mettre en état de fuivre_ & d’obferver les
phénomènes de la converfion du fer en acier, il me
niffira donc d’expofor le procédé de la cémentation,
dans lequel ils Te”' prèforttent d’une manière-moins
confiife , & qiti eft précifément celui que l’on peut
exécuter le plus commodément dans l'es Laboratoires.
On prend des barreaux de fe r , on les met dans
nn creufet cylindrique, de manière qu’ils foient environnés
de toute part de charbon pulvérifé , &
meme que la pouffière de charbon venant à fe taf-
for, ils en reftent cependant couverts : on a atten-
que les barreaux ne fe touchent pas -, & qu’ils
loientr éloignés des parois du creufet d’à peu près
un pouce. Ayant lutté le couvercle , 011 'place le
creufet dans le fourneau ou on entretient un feu
capable de le porter au rouge -blanc pendant fept
a huit heures.
Le fourneau étant refroidi, on trouye le charbon
A C I 423 ’ auffi noir & préfentant les mentes apparences que
lorfqu’on l’a introduit dans le creufet, à moins que,
; par quelqu’accident, l’air n’ait eu accès dans l’intérieur.
Les barreaux confervent leur forine extérieure
, à. la réferve de quelques bourfoufflurcs que
l’on apperçoit à la furface ; mais l’état;.du fer a bien
changé. Si ,on- lé découvre à la lime, par laquelle
il fe làiffe : encore entamer , & qu’on le touche
avec l’eau forte, elle y forme une tache noire au
1 lieii d’une tache blanche. De'duétile qu’il étoit , il
eft devenu aigre & caflànt ; il montre dans fa cafi-
fure un grain plus gros & plus brillant ; il a befoin
d’être chauffé & forgé, pour recouvrer ta ductilités.
Lorfqu’il a été ainfi travaillé fous le marteau, il fe
retrouve encore plus malléable qu’il n’étoit auparavant
; & fi après l’avoir chauffé au rouge, on le
refroidit fubitement dans Teau , il acquiert une dureté
dont il n’étoit pas fufceptiblé avant cette opération
, il a donc été converti en acier.
Tel eft le procédé le plus fû r ,le plus en ufàge
pour cette converfion ; mais avant que d’en tirer
aucune conféquence :, il eft nécefiaire pour notre
objet, de réunir toiites les expériences qui indiquent
les. matières que Ton peut fubftituer, les circonftances
que Ton peut.[changer, en un mot,1 ce qui
détermine ou ce qui empêche la produâion d e l’acier.
L’analyfe du fer de l’illuftre Bergman va nous fournir
ici un grand nombre d’obfervations importantes.
J’y réunirai celles que rapporte le célèbre Rimnan
dans fon hiftoire du fer, & quelques-unes auffi qui
me font propres. Je les diviferai en deux claffes :
celles fur la fonte ou le fer c rud, & celles for lç
fer duélile.
Expériences fur la fonte ou le fer crud.
i f . M. Bergman a fondu fans addition, dans un creufot
fermé , 2 quintaux docimaftiques de fonte de Leufftadt
en Roflagie, qui donne un bon fer duâile ;:il a trouvé
un régule noir pelant 196 liv. peu malléable ; cédant
à;la lime, mais difficilement, dont la caffure cendrée
montroit de petites lames brillantes, & qui, à toutes
les épreuves, a été reconnu pour un excellent acier;
il n’y a point eu de feories. Le même effai'répété
dans un creufet dont le couvercle n’étoit pas lutté ,
il n’y a eu de différence qu’en ce que le régule
pefoit 2 liv. de moins. ( Expér. 97 & 9#.)
2°. Deux cents livres de même, fonte pouffées à
la fufion avec 67 livres de chaux ou craie calcinée,
ont donné un régule du poids de 191 livres, ayant le
cdraEtére de Vacier. (Expér. 116. )
3°. Dans un flux compofé de parties égales de
chaux & de quartz, la fonte a donné 192 livres de
régule, un peu plus malléable que le précédent, ayant
le caratthe de Varier. ( Expér. 117. J
4°. Dans la, chaux noire de manganèfo , cette
fonte a donné un régule qui- cédoit au marteau &
à la lime , & qui étoit'- acier. ( Expér. 1 1 2 & 1 1 3 .)
50. Pareille quantité de cette fonte a donné, avec
fe Verre cryftallyi, un régule de 198 livres, cryfj*