Pourquoi utiliser le fer forgé ?
- Paul
- 20 nov. 2019
- 4 min de lecture
A l'œil nu, il n'y a pas de différence visible entre les barres forgées en fer forgé et en acier doux (son équivalent d'aujourd'hui), mais le fer forgé ne se distingue pas par son apparence mais par ses propriétés de travail et sa résistance à la corrosion. Le fer forgé est plus doux à forger, car il peut être travaillé à une température plus élevée que l'acier doux, ce qui le rend plus "malléable" sous le marteau. Cependant, ce sont les propriétés supérieures de résistance aux intempéries du fer forgé qui sont les plus remarquables.
Bien que le fer forgé, comme tous les métaux ferreux, se corrode dans certaines circonstances (voir entretien), les preuves de sa durabilité et de sa longue durée de vie sont courantes dans nos villes et nos campagnes. Rampes de maison de ville victorienne - Fer forgé bicentenaire. Vastes portes d'entrée ornementales aux grandes maisons du XVIIIe siècle - Fer forgé de trois cents ans d'âge. Crampes de pierre sur les ponts Tudor - Fer forgé vieux de cinq cents ans. Le simple fait que tant de ferronnerie d'art ornementale survit, souvent avec peu ou pas d'entretien, en dit long sur le matériau.
Les problèmes de corrosion rapide de l'acier doux par rapport au fer forgé étaient bien connus au début du XXe siècle, ce qui a incité Matthew Verity, aux États-Unis, à enquêter. Il a conclu que le carbone de l'acier est responsable de sa corrodabilité, ce qui conduit à la théorie selon laquelle l'élimination du carbone élimine le problème de la corrosion. Ses efforts pour produire du fer pur n'ont pas abouti à un métal dont la résistance à la corrosion a été démontrée, mais qui était très résistant et malléable et qui a trouvé la faveur dans les marchés émergents pour les presses à froid produites en série ; ARMCO iron. Aucune preuve convaincante n'a jamais été produite à l'appui des allégations de non-corrodibilité du fer pur et, en fait, les fabricants de fer pur eux-mêmes ne font aucune déclaration quant à sa résistance à la corrosion. En fait, ces mêmes fabricants proposent d'autres matériaux connus sous le nom de "Weathering Steel" en Grande-Bretagne, ou "Corten Steel" aux États-Unis, pour lesquels ils font de telles allégations. L'une des principales utilisations du fer pur dans l'industrie d'aujourd'hui est l'utilisation d'anodes sacrificielles pour protéger les réservoirs en acier et les navires, car on a constaté qu'il se corrode de préférence à l'acier doux.
L'examen par Verity du fer forgé et de l'acier doux puddled était une analyse chimique, qui semble avoir négligé la présence des scories. Au cours du processus de fabrication, le fer forgé ne fond pas, tout comme les métaux plus raffinés, de sorte que les impuretés sont incluses dans la matrice du fer au lieu d'être séparées et éliminées. A ces températures élevées, les impuretés sont transformées en verre et sont communément appelées "scories" constituées de carbures et de silicates qui donnent au fer forgé sa structure fibreuse ; environ 250 000 fibres siliceuses apparaissent dans chaque pouce carré en coupe de fer forgé de bonne qualité. Un test spécifique est nécessaire pour découvrir les scories dont le fer forgé contient jusqu'à 5% mais c'est ce laitier qui confère au fer forgé ses propriétés anticorrosion.
Le laitier présent dans la structure du fer forgé inhibe la corrosion de plusieurs façons :
Les scories elles-mêmes ne sont pas corrodables et servent de barrière mécanique efficace contre la progression de la corrosion.
La structure du fer donne une texture de surface très rugueuse (microscopiquement parlant), qui s'accroche à la couche d'oxyde, qu'il s'agisse de rouille ou de tartre de laminage, l'empêchant ainsi de s'écailler de la surface. Les oxydes agissent donc comme une couche protectrice empêchant toute corrosion ultérieure.
D'un point de vue électrique, là où le laitier apparaît à la surface, il agit comme un isolant entre les zones de fer réactif, retardant ainsi l'action électrolytique.
Les importantes propriétés de corrosion du fer forgé sont donc dues à ses impuretés sous forme de scories. Il s'ensuit que le fer et l'acier sans laitier ne présenteront pas la même résistance à la corrosion, et c'est ce que l'on trouve dans la pratique. De plus, le laitier présente des avantages supplémentaires par rapport aux techniques de forgeage traditionnelles, en particulier le soudage au feu.
Lorsque le fer forgé est chauffé dans le feu à une température élevée, le laitier fond et recouvre la surface du fer d'une manière assez similaire au flux. Cette couche vitreuse retarde l'oxydation dans la mesure où le fer peut être chauffé un peu plus que le métal pur sans brûler et c'est pour cette raison que le fer forgé est plus malléable à forger que tout autre métal mais surtout c'est pourquoi il est si beau de faire de la soudure au feu, le laitier agissant comme un flux. Les forgerons commentent souvent une propriété du fer forgé, ce qui le rend plus doux à forger que le fer pur. Ceci est provoqué par les scories, qui fondent dans le fer à des températures de forgeage et agissent comme lubrifiant interne, réduisant la friction interne et donc la résistance à la déformation sous le marteau.
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