Le fer

Pages: 5 (1122 mots) Publié le: 6 juin 2012
Définition du fer :
Elément métallique de densité 7,87 et fondant à 1535 degrés Celsius. Numéro atomique 26, masse atomique 55,85.
Le métal est ductile, malléable, magnétique et se trouve sous différentes formes de minerais dans la nature. C'est le métal de base des aciers et des fontes.
Son abondance et ses propriétés remarquables font de cet élément l'un des plus importantsindustriellement.

Généralité :
Symbole: Fe
Couleur: Gris
Date de la découverte : les preuves de l'utilisation du fer remontent à
8000 ans av J.C. et on le rencontre plus généralement vers 4000 av J-C
chez les égyptiens et les sumériens.
Propriétés : Il est magnétique, c’est-à-dire qu’il se comporte comme un aimant.
Comportement à l’air : Laissé à l'air libre en présenced'humidité, le fer se corrode en formant de la rouille. La rouille étant un matériau poreux, la réaction d'oxydation peut se propager jusqu'au cœur du métal. En effet,
S’il n'est pas entretenu, le fer se dégrade progressivement jusqu'à ce que plus rien ne reste de son état solide naturel.
Densité : 7,865 g/cm³
Température de fusion : 1535 °C

L’origine du fer :
Le fer est unmétal très présent sur la croûte terrestre sous forme de minerai. Néanmoins, son exploitation n'a pu commencer que lorsque l'homme a pu s'établir en sédentaire, au néolithique (4000 - 1800 ans A.V. J.C) et maîtriser les processus de transformation du métal en le portant à haute température.

Les premières ébauches d'une véritable métallurgie du fer peuvent être situées chez les Chalybés, Hittitesvivant au sud du Caucase, sur la côte de la mer Noire, aux environs du 17ème siècle avant notre ère.

Jusqu'à la fin du Moyen Age, l'élaboration du fer resta la même : on chauffait ensemble des couches alternées de minerai et de bois (ou de charbon de bois) jusqu'à obtenir une masse de métal pâteuse qu'il fallait ensuite marteler à chaud pour la débarrasser de ses impuretés - et obtenir ainsi dufer brut, prêt à être forgé. Ce qui limitait la taille des pièces à travailler.
Extraction
Le fer s'obtient industriellement en réduisant par le monoxyde de carbone (CO) provenant du carbone, les oxydes de fer contenus dans le minerai ; ceci peut être réalisé :
Depuis l'Âge du fer et jusqu'au XIXe siècle dans certaines régions du monde : par réduction du minerai avec du charbon de boisdans un bas fourneau ou bas-foyer : on obtient, sans passer par une phase liquide, une masse hétérogène de fer et d'acier appelée « loupe », « massiot » ou « éponge de fer ». Cette masse de métal brute se forme en incorporant plus ou moins de scories (déchet minéral de la réduction) et de porosités. Afin de rendre le métal propre à l'élaboration d'objets, la « loupe » peut être brisée et triée partype de teneur en carbone ou plus simplement être directement compactée à la forge. Ce travail, dit d'épuration, varie en fonction des régions et des cultures techniques. Globalement, son principe consiste à évacuer la scorie et à souder les différentes parties de la masse de métal. On parle de cinglage pour l'étape consistant à marteler le métal à chaud pour évacuer la scorie et de corroyagepour désigner la fin de l'opération d'épuration, consistant à réaliser plusieurs passes à la forge en repliant et en soudant le métal sur lui-même.
C'est avec le développement des moulins et de la force hydraulique, que la lignée technique du haut-fourneau a pu se développer et s'est globalement imposée sur celle du bas-fourneau. La principale différence dans ce procédé est
Que la réduction desoxydes de fer se fait en même temps que la fusion. Le métal est produit en phase liquide, formant la fonte.
C'est en ajoutant de la silice au minerai à gangue calcaire, ou du calcaire au minerai à gangue siliceuse, que l'on est passé au haut fourneau: une proportion précise de silice et de calcaire donne un laitier fusible qui se sépare naturellement de la fonte liquide. L'absorption de carbone...
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