traitement, laisse un résidu de graphite. Dans les deux cas, le carbone combiné s’unit à une portion de l’hydrogène naissant dégagé pendant la dissolution de fer, et il se forme un hydrocarbure huileux volatil, dont la vapeur communique une odeur spéciale au gaz qui s’échappe. Cette substance huileuse, qui paraît être d’une nature analogue au pétrole, se réunit aussi comme un léger nuage à la surface de la solution d’acide.
L’action de l’acide chlorhydrique étendu d’eau sur la fonte est différente. La fonte blanche n’est que peu sensible à cette préparation à la température ordinaire ; mais, à l’aide de la chaleur, elle se dissout facilement, sous l’influence de ce traitement, ainsi que la fonte grise. L’hydrogène dégagé dans ce cas a l’odeur caractéristique ; mais la quantité d’hydrocarbure formée paraît être moins considérable que quand on emploie l’acide concentré. La fonte blanche laisse un résidu charbonneux considérable, d’un brun noir, soluble dans la potasse, et qui, lavé et séché, devient de suite combustible et laisse un résidu noir, contenant de la silice. La fonte grise laisse un résidu composé partie de graphite, partie d’une substance charbonneuse, semblable à celle que l’on obtient avec la fonte blanche, et partie d’une substance noire charbonnée qui est magnétique, qui prend feu au contact de l’air, et qui, quand elle est brûlée, laisse un résidu d’oxyde ferrique.
L’action de l’eau de mer sur la fonte est remarquable. Des boulets de canon, qui étaient restés dans la mer près des côtes de Normandie depuis 1692, avaient perdu les deux tiers de leur poids primitif, ne contenaient pas de fer métallique et étaient convertis en une substance qui pouvait être coupée avec un canif. Des boulets de canon, pris sur un vaisseau coulé à fond depuis cinquante ans près de Carlscrone, étaient changés en partie en une substance graphitique grise et poreuse, qui, après avoir été exposée à l’air pendant un quart d’heure, devint si chaude que l’eau qui l’environnait fut convertie en vapeur. La substance qui reste après l’action de l’eau de mer paraît être semblable au résidu que l’on obtient en dissolvant de la fonte grise dans de l’acide chlorhydrique étendu d’eau, et que Karsten regarde comme un composé de fer avec trois équivalents de carbone. Berzélius pense que l’influence exercée sur la fonte par l’eau de mer est due à l’action combinée de l’acide carbonique et de l’oxygène. La fonte, exposée aux influences combinées de l’eau fraîche et de l’eau de mer, s’altère plus rapidement que dans l’eau de mer seule.
Bromeis et Percy pensent que le manganèse que l’on trouve dans les fontes blanches, qui contiennent 5 pour 100 de carbone, est, en quelque sorte, nécessaire pour que cette proportion élevée de carbone reste à l’état de combinaison.
Dans la fonte grise la quantité de carbone varie, comme règle générale, de 2 à 4,65 pour 100 ; dans la fonte blanche, de 3,5 à 3,75 pour 100 ; mais la différence entre la fonte grise et la fonte blanche tient plus à l’état du carbone qu’à la quantité différente de carbone renfermé dans le métal. Outre du fer et du carbone, la fonte grise renferme toujours d’autres substances, ainsi que nous l’avons déjà remarqué plusieurs fois. Ce sont le silicium, le soufre, le phosphore, le manganèse, l’arsenic et le cuivre. Ces substances existent probablement à l’état de combinaisons avec des quantités équivalentes de fer, de siliciure, de sulfure, de phosphure, etc., et quelques-unes d’entre elles paraissent exercer une influence considérable sur les qualités et les propriétés du métal, quoique la manière dont agissent ces substances ne soit qu’incomplètement connue et que la nature même de cette influence soit quelquefois douteuse.
Le silicium est presque toujours présent dans la fonte. Il se produit par la désoxydation de la silice pendant la fusion. Sa quantité varie beaucoup.
Dans la fonte blanche, la quantité de silicium est généralement de 0,1 à 0,5 pour 100. Dans la fonte grise, elle est rarement inférieure à 0,5 pour 100, et quelquefois elle dépasse même 3 pour 100. Karsten donne 3,46 pour 100 comme maximum. On attribue la grande quantité de silicium que l’on trouve dans la fonte grise, à ce que cette dernière ne se produit qu’à une température très-élevée.
On pense généralement que le silicium renfermé dans la fonte, pourvu qu’il existe dans les proportions ordinaires, n’exerce aucune influence nuisible sur ce métal et ne porte pas préjudice à ses propriétés ; mais, si l’on veut convertir la fonte en fer doux, il faudra, autant que possible, séparer le silicium, qui est très-nuisible à la ténacité du fer doux. Plus la quantité du silicium renfermé dans la fonte est considérable, plus aussi la perte est grande, quand on transforme la fonte en fer doux par le procédé appelé puddlage.
Le soufre est presque toujours présent dans la fonte, mais souvent à si petite dose qu’il peut à peine être détermine. Il est probable qu’il n’arrive jamais à 0,5 pour 100 dans la bonne fonte. Le fer fondu avec du combustible minéral contient toujours plus de soufre que celui qui est fondu à l’aide du charbon de bois. Cela tient à ce que le soufre contenu dans le charbon de terre ou coke se transporte dans le fer. La présence du soufre dans la fonte la rend plus fusible, mais aussi plus sujette à se solidifier vite, quand elle est légèrement refroidie au-dessous du degré de fusion, de sorte qu’elle devient visqueuse pendant qu’elle est encore rouge.
Quand la fonte blanche est mélangée avec le soufre, le carbone se sépare et se réunit à la surface du métal fondu sous la forme de graphite. Ce graphite diffère du graphite ordinaire en ce qu’il n’a pas d’éclat métallique. La fonte grise fondue avec du soufre se convertit en une fonte blanche qui contient plus de carbone que la fonte grise elle-même, ainsi qu’on peut le voir par le résultat suivant obtenu par Karsten :
De là, il paraîtrait que le soufre déplace le carbone, qui est à l’état de combinaison avec le fer ; mais, arrivé à une certaine dose, le carbone enlevé à une partie du fer se combine avec une autre portion du même métal jusqu’à ce que ce dernier en soit saturé. La présence du soufre dans la fonte paraît donc favoriser la combinaison du carbone avec le fer et contribuer ainsi à la production de la fonte blanche.
Le phosphore se rencontre souvent dans la fonte, quelquefois dans une proportion de 1 ou 2 pour 100. Quand la proportion dépasse 5 pour 100, le fer devient cassant, mais plus fusible, très-liquide pendant la fusion, et capable de rester plus longtemps à l’état liquide. Dans de certaines limites cependant, le phosphore est avantageux dans le fer destiné à être fondu.
Il paraît que la fonte contient quelquefois une peu d’azote, et que cette substance, quoiqu’en très-petite quantité, exerce une influence considérable sur les propriétés du métal. Les analyses de Schafhaütt donnent les chiffres suivants, pour la quantité d’azote contenue dans diverses variétés de fonte,
Les expériences de Marchand l’ont conduit à douter de l’existence de l’azote dans la fonte et à penser que s’il est présent, il n’arrive jamais à la quantité de 0,02 pour 100. Il pense que les chiffres d’azote donnés par les analyses sont dus généralement à l’absorption de l’azote atmosphérique par le fer et à la formation du cyanogène pendant l’analyse.
Bouis, au contraire, pense que l’azote existe souvent dans la fonte. Il a évalué la quantité d’azote à 0,15 pour 100 sur un échantillon de fonte blanche très-dure qui contenait beaucoup de manganèse. Ce sujet, cependant, est loin d’avoir été suffisamment étudié.
Les opinions diffèrent beaucoup au sujet de la présence de l’arsenic dans la fonte et de l’influence que ce métal exerce sur elle. Il a été cependant établi plusieurs fois que des échantillons de fonte contiennent une grande quantité d’arsenic. Wohler en a trouvé dans quatre échantillons de fonte, et Schafhaütt a fixé de 2,5 à 4 pour 100 la quantité d’arsenic trouvée dans de la fonte préparée à Alais, au moyen d’un minerai arsenical. Karsten n’a jamais trouvé d’arsenic dans la fonte. D’après les analyses de Berthier, qui expérimentait sur des obus et des boulets venant d’Alger, il y avait de 9,8 à 27 pour 100 d’arsenic, ce qui constituait un véritable alliage. Plus récemment, le docteur Noad a trouvé 16,20 pour 100 d’arsenic dans un boulet fait à Sinople. De petites quantités d’arsenic mêlées à la fonte paraissent produire les mêmes effets que le phosphore : la fonte devient plus fragile, plus fusible et plus friable.
Le titane paraît se rencontrer souvent dans de certaines espèces de fonte, et passe pour améliorer le métal. Plusieurs brevets d’invention ont été pris pour l’introduction du titane dans la fonte destinée aux manufactures d’acier. Il n’est pas prouvé, toutefois, que cette invention soit appuyée sur des faits connus.
Le vanadium a été trouvé aussi dans la fonte tirée des minerais de Laberg, en Suède, et dans la fonte tirée des minerais de Wiltshire.
Le chrome a été trouvé aussi dans de la fonte ; mais il n’est pas prouvé que ce métal exerce aucune influence sur les propriétés de la fonte.
Le manganèse se trouve fréquemment dans la fonte. Cette substance paraît exercer une certaine influence sur le métal, en permettant au fer de se combiner avec une quantité considérable de carbone, et en favorisant ainsi la production de la fonte blanche. La fonte contenant du manganèse paraît être spécialement convenable à la production de l’acier.
Le cuivre se trouve assez souvent dans la fonte. Quand sa quantité dépasse 0,2 pour 100 le métal devient, dit-on, plus dur et plus fort. Le zinc se rencontre dans la fonte lorsqu’on a préparé celle-ci au moyen de minerais zincifères. Karsten dit que la fonte dans laquelle on trouve des traces de zinc est très-souple, mais friable et fragile.
L’aluminium, le magnésium, le calcium et le potassium sont quelquefois indiqués dans les analyses comme existant en petites proportions dans la fonte, mais si ces substances exercent quelque influence sur le métal, cette influence est à peine connue et n’est pas déterminée.
— Propriétés de la fonte. La fonte étant chauffée se dilate, et si l’on redouble l’action du feu, elle entre en fusion. Arrivée à ce point, elle jouit d’une propriété d’expansion qui la fait s’étendre partout où elle trouve des issues ; aussi, les contours des objets coulés sont-ils formés très-exactement, lorsque la fonte est employée parfaitement chaude. Lorsque la fonte commence à se refroidir, l’augmentation de volume est plus considérable dans la fonte grise que dans la fonte blanche. Cette propriété n’exclut cependant pas la susceptibilité du retrait, car si l’expansion existe lorsque la fonte en pleine fusion est versée dans les moules, il doit y avoir contraction, comme pour tous les autres corps, quand le refroidissement a lieu.
Le retrait de la fonte, [1], est ordinairement de 0m,010 à 0m,012 par mètre, sur les trois dimensions. Des dispositions particulières dans la forme des pièces peuvent seules modifier cette loi générale. Outre le retrait, la fonte subit encore, lorsqu’elle se refroidit, un tassement d’autant plus nuisible que les pièces sont plus massives ; cependant, on peut éviter cet inconvénient, qui est moins grand pour ce métal que pour le cuivre, le bronze, l’étain, le plomb, le zinc, etc., etc., en ayant soin de garnir les moules de jets et d’évents suffisants pour répartir également la pression. Le tassement de la fonte blanche est plus grand que celui de la fonte grise ; ce fait provient de ce que la première peut atteindre un degré de chaleur plus élevé que celui de la seconde, et que sa température s’abaisse plus promptement. Cet abaissement rapide devenant très-sensible dans les parties minces et sur les contours de l’objet coulé, l’affaissement s’opère vers le milieu, dans les endroits les plus épais et les plus massifs. Cette circonstance s’explique très-facilement, si l’on considère le tassement du cuivre, de l’étain, du zinc, etc., etc., qui acquièrent une grande limpidité à la fusion, mais dont le refroidissement a lieu presque instantanément.
La dilatation de la fonte est de de sa longueur pour 1 degré de chaleur. Rinmann a trouvé que la fonte se dilate de en passant du rouge brun au blanc, et de de la température ordinaire à la chaleur blanche. On estime que la fusion de la fonte a lieu entre 130° et 150° du pyromètre de Wedgwood, ce qui correspond à 9,860° et 11,300° centigrades ; mais il est permis de penser que ces observations sont tout à fait inexactes, et que cette fusion est obtenue au-dessous 1,500° centigrades, puisque la fonte blanche est fondue ordinairement à la température à laquelle le fer acquiert la couleur blanche suante. La fonte blanche arrive plus tôt au point de fusion que la fonte grise ; mais cette dernière conserve plus de liquidité, absorbe plus de chaleur. Pourtant, il est certaines circonstances dans lesquelles la fonte blanche est plus réfractaire que la fonte grise, et où sa capacité calorifique est plus grande de , au moins pendant la première période, qui précède la fusion.
Le refroidissement de la fonte est un phénomène que l’on doit suivre avec soin, et dont on doit calculer tous les effets lorsqu’il s’agit de couler des pièces d’inégales épaisseurs. Il arrive souvent que les parties les plus minces, étant refroidies longtemps avant les autres, opèrent un tirage qui peut amener la cassure ou le gauchissement. Les objets d’une grande surface et d’une faible épaisseur sont principalement sujets au dernier de ces inconvénients, lorsqu’on n’a pas le soin de les laisser refroidir longtemps dans le moule, et de les garantir du contact de l’air. La fonte grise, refroidie lentement et à l’abri de l’air extérieur, conserve toutes ses qualités ; mais si, au contraire, elle est maintenue en bain et soumise à l’action d’un courant d’air, elle se couvre d’une couche oxydée, devient poreuse, perd de sa résistance et subit un déchet considérable. La fonte blanche conservée longtemps sous une température uniforme et ne recevant que difficilement l’atteinte de l’air, devient grenue, et se rapproche de la fonte grise, si on la recouvre d’une matière préservatrice, comme la poussière de charbon, les cendres, la chaux, etc., etc. Si, après la fusion, elle est refroidie rapidement, elle devient plus aigre et plus cassante. Les pièces minces et de petites dimensions, par suite du refroidissement subit de la fonte contre les parois ordinairement humides du moule, acquièrent une dureté telle, à leurs extrémités et à leurs surfaces, qu’elles résistent au travail de la lime et du burin. Cet effet est beaucoup plus sensible dans les parties de la pièce qui sont les plus éloignées de l’embouchure du moule ; car la fonte qu’elles reçoivent est mélangée d’une plus grande quantité de sable, et refroidie nécessairement par l’échange de température qu’elle a fait dans son parcours. C’est pour cette raison, que l’on voit souvent des parties extrêmement dures et blanches, pendant que les autres sont demeurées tendres et d’un travail facile. On ne peut guère remédier à cet inconvénient, qu’en coulant par plusieurs jets, et qu’en employant, pour la construction des moules, du sable aussi sec que possible. Quelles que soient les précautions que l’on prenne, on est souvent obligé de recuire la fonte : on l’enveloppe alors de poussière de charbon, de cendres d’os, de craie pilée, ou même de sable quartzeux, et on la soumet à une température élevée, jusqu’à ce que le recuit atteigne la chaleur blanche. En opérant ainsi, on peut adoucir à une certaine épaisseur les pièces dont la surface a été durcie par un refroidissement trop prompt.
— Résistance de la fonte. Dans les applications, la fonte peut être appelée à résister a l’écrasement, à l’extension, au choc, à la flexion et à la torsion. Dans le premier cas, la résistance dépend du rapport qui existe entre les côtés de la section ; elle varie avec le renflement au milieu, le degré de température, et, en général, la nature de la fonte. La fonte blanche se comporte mieux que la fonte grise sous une charge qui tend a la comprimer. Par suite du tassement, la fonte coulée verticalement offre une ténacité plus grande que celle qui l’est horizontalement ; ce genre de fabrication est toutefois moins utile pour la fonte blanche, dont les molécules, quelle que soit la disposition de la coulée, ne peuvent former la liaison intime qui constitue la ténacité. Ces raisons font éviter l’emploi de la fonte blanche dans les constructions, quand il est nécessaire d’avoir une très-grande résistance transversale ou longitudinale ; mais il est très-avantageux d’en faire usage, quand il s’agit de colonnes et de piliers soumis à des efforts d’écrasement (v. compression). D’après Tredgold, le plus grand allongement que la fonte puisse subir sans que son élasticité soit altérée s’élève à 0m,00083, ce qui correspond, d’après la théorie, à un effort longitudinal de 10 kilogrammes par millimètre carré. La rupture instantanée par extension s’opère sous un effort d’environ 13 kilogrammes par millimètre ; on admet qu’en deçà de cette limite d’extension, les allongements sont proportionnels aux efforts. La résistance de la fonte à la compression dépasse considérablement sa force à l’extension, comme l’ont prouvé les expériences récentes de M. Hodgkinson, et, dès lors, les pièces exposées à la flexion doivent recevoir des formes, telles que la plus grande masse du métal soit portée du côté de la convexité, et la plus petite du côté de la concavité, en admettant que la pièce ait été fléchie. Ainsi, pour une fonte grise ordinaire, anglaise de bonne qualité, le coefficient d’élasticité d’extension a été trouvé égal à 9,096 pour 1 millimètre carré de section sous une charge de 6 kilogr. ; tandis que celui de la compression, sous un poids de 17 kil. 41, est devenu 8,804. Comme il est facile de le voir, le rapport des charges a été environ de 1 à 3 pour des coefficients très-peu différents ; c’est-à-dire que, sous un effort transversal, qui tend à courber la pièce ou à la faire fléchir, pour 3 de section à l’extension, il n’en faudra que 1 à la compression. Des expériences de M. Tom. Richard sur la résistance des fontes au choc, il résulte que ce métal se comporte très-mal quand il est soumis à de fortes secousses : ainsi, des barreaux de bonne fonte grise au charbon de bois de 0m,04 à 0m,04 d’équarrissage, et de 0m,16 entre les appuis, résistent tout au plus au choc d’un boulet de 12 kilogrammes, tombant de 0m,50 de hauteur sur leur milieu. Quant à la résistance à la torsion, la fonte est, de tous les métaux employés dans les constructions, celui qui, après le bronze, présente la limite d’élasticité minimum ; le rapport de l’effort à l’angle de torsion, égal à 2,000,000,000, a été déterminé par M. Morin, d’après les expériences de M. Duleau, de M. Favard et de la Société industrielle de Mulhouse.
FONTE s. f. (fon-te — du bas lat. funda, bourse). Chacun des deux fourreaux de gros cuir que l’on attache à l’arçon d’une selle pour y mettre des pistolets : Saisir ses pistolets dans les fontes.
FONTE (Barthélémy de), nom réel ou supposé d’un navigateur au service de l’Espagne. V. Fuentes.
FONTE (Manuel-Gonzalez de), médecin espagnol contemporain, né à la Havane. Il fit ses études à l’université de Cuba, vint ensuite à Madrid et y fut nommé successivement professeur de chirurgie et de médecine, licencié es sciences naturelles, agrégé de la Faculté de philosophie et du Jardin botanique, ainsi que membre de plusieurs sociétés scientifiques et littéraires. Il revint plus tard à la Havane et y rédigea, pendant plusieurs années, l’Echo de la littérature cubaine. On a de lui, entre autres ouvrages : Manuel de botanique (1849) ; Mémoire sur les bains et eaux minéro-médicinales et salino-alcalines froides de la Margarita à Loëches (1853) ; Nouveau manuel d’hydrologie médicale espagnole (1851), excellent traité où se trouvent exposées, sous une forme populaire, les principales notions de l’hydrothérapie médicale et domestique.
FONTE MODERATA, femme auteur et poëte
- ↑ pour les objets coulés
