Les gens supposent souvent que la fonte et le fer forgé sont des termes interchangeables pour désigner la ferronnerie ancienne, mais il y a tout un monde de différences.
La fonte est du fer qui a été fondu, versé dans un moule et qu’on a laissé refroidir. Le fer forgé est du fer qui a été chauffé puis travaillé avec des outils. En fait, le terme « forgé » dérive du participe passé du mot « travaillé ».
Mais creusons dans les détails.
La fonte de fer
La « fonte » est un terme générique qui désigne une gamme d’alliages de fer, mais est généralement associé à la fonte grise la plus courante. Alors que la fonte peut sembler être la forme moulée du fer pur, il s’agit en fait d’un alliage contenant 2 à 4% de carbone, plus de petites quantités de silicium et de manganèse. D’autres éléments, telles que le soufre et le phosphore, sont également courantes.
La fonte est formée par la fusion du minerai de fer ou de la fonte en fusion (le produit de l’extraction du minerai de fer), puis par mélange avec de la ferraille et d’autres alliages. Le mélange liquide est versé dans des moules et on le laisse refroidir et se solidifier. En raison de sa teneur plus élevée en carbone, la fonte se solidifie sous la forme d’un alliage hétérogène, de sorte qu’elle contient plusieurs matériaux à différentes phases dans sa microstructure, ce qui affecte ses propriétés physiques.
Par exemple, la fonte contient des particules de carbone dans sa microstructure qui forment des flocons de graphite allongés lorsque le métal refroidit. Le graphite a une densité et une dureté faibles, mais un pouvoir lubrifiant élevé. Donc, cela offre peu d’avantages structurels, mais cela compromet la matrice de fer environnante en créant des points de contrainte internes pouvant conduire à des fractures.
Comparée au fer forgé ou à l’acier, la fonte est fragile, dure et non malléable. Elle ne peut être plié, étiré ou martelé. Sa faible résistance à la traction signifie qu’il va se fracturer avant de se plier ou de se déformer. Cependant, il a une bonne résistance à la compression et était utilisé de manière prédominante dans la construction de bâtiments avant l’avènement de l’industrie de l’acier au début du XXe siècle.
Comparée à l’acier, la fonte a un point de fusion plus bas, est plus fluide et moins réactive avec les matériaux de moulage, ce qui la rend bien adaptée au moulage. Ce procédé nécessitant beaucoup moins de main-d’œuvre que la fabrication de produits en fer forgé, il s’agissait donc d’une forme de production importante tout au long des 18e et 19e siècles. La fonte a été largement remplacée par l’acier dans l’industrie de la construction, mais elle est toujours utilisée dans de nombreuses applications industrielles.
Le fer forgé
Le fer forgé est composé principalement de fer avec 1 à 2% de scories ajoutées, sous-produit de la fusion du minerai de fer – généralement un mélange d’oxydes de silicium, de soufre, de phosphore et d’aluminium. Lors de la fabrication, le fer est retiré de la chaleur et travaillé avec un marteau encore chaud pour le mettre sous sa forme finale.
Gerpimatic nous indique que le fer forgé se caractérise souvent par son apparence fibreuse, mais il est également plus doux et plus ductile que la fonte. Le fer forgé est très malléable, ce qui signifie qu’il peut être chauffé, réchauffé et travaillé sous différentes formes. En fait, plus il est travaillé, plus il devient puissant.
Le fer forgé a une résistance à la traction beaucoup plus élevée que la fonte, ce qui le rend plus adapté aux poutres horizontales dans la construction. En général, il résiste fortement à la fatigue. Il se déforme de manière irréprochable sauf en cas de surcharge excessive ou de déformation par exposition à une chaleur intense (par exemple, en cas d’incendie).
Il a été largement utilisé tout au long du 19ème siècle dans la construction de bâtiments, mais a été remplacé par l’acier au 20ème siècle. Aujourd’hui, le fer forgé est utilisé principalement pour des applications décoratives.
La corrosion
La fonte et le fer forgé sont tous deux susceptibles à la corrosion lorsque les surfaces nues sont exposées à l’oxygène en présence d’humidité. Contrairement aux autres métaux qui forment un revêtement oxydant protecteur, le fer rouillera et s’éclaircira entièrement s’il reste suffisamment de temps. Cela peut être difficile pour les environnements extérieurs où l’exposition aux précipitations et à l’humidité peut être permanente.
Pour prévenir la rouille, les produits en fer doivent être recouverts pour éviter toute exposition. La peinture est couramment utilisée pour protéger le métal nu. Les revêtements en poudre sont une autre méthode et sont bien adaptés aux meubles d’extérieur susceptibles de s’user dans les zones très fréquentées. Les revêtements en poudre sont très durables et ne se décolorent pas, ne s’écaillent pas, ne se fissurent pas pendant de longues périodes.
