Fonte vs Fer forgé : différences clés expliquées

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Certains ingénieurs et concepteurs pourraient penser que « fonte » fait référence aux premiers travaux en fer, ou que tous les premiers travaux en fer étaient « forgés », ou que les deux peuvent être vrais. Ils auraient tort.

La différence entre le fer forgé et la fonte est simple : La fonte a été fondue, coulée dans un moule et laissée à refroidir. Le fer forgé a été chauffé et travaillé avec des outils. (NDLR, le terme « forgé » tire ses origines du mot « travaillé ».)

Voici quelques détails distinctifs supplémentaires sur ces deux formes courantes de fer.

Fonte

La fonte est un terme générique pour les alliages de fer contenant 2 à 4 % de carbone, ainsi que de plus petites quantités de silicium et manganèse et des impuretés comme le soufre et le phosphore. Le plus courant de ces alliages est la fonte grise.

La fonte est formée en réduisant le minerai de fer ou en fondant de la fonte brute (un produit de l'extraction du minerai de fer), puis en la mélangeant avec des métaux de récupération et d'autres alliages. Le mélange en fusion est coulé dans des moules pour refroidir et se solidifier, ce qu'il fait comme un alliage hétérogène contenant plusieurs matériaux en phases différentes. Les matériaux et phases spécifiques dans chaque alliage de fonte affectent ses propriétés physiques.

Un ouvrier dans une usine fabriquant des pièces en fonte se tient près de la fosse de fusion.

La fonte est plus dure, plus cassante, et moins malléable que le fer forgé ou l'acier. Elle ne peut pas être pliée, étirée, ou martelée pour prendre forme. Elle a peu de résistance à la traction, donc elle se fracture avant de se plier ou se déformer. Du côté positif, elle a une haute résistance à la compression, ce qui la rendait critique pour la construction de bâtiments au début du 20e siècle avant que l'acier ne devienne disponible.

Comparée à l'acier, la fonte a un point de fusion plus bas. Elle est aussi plus fluide et réagit moins avec les matériaux de moule, la rendant bien adaptée à la fonderie. Il faut significativement moins de main-d'œuvre pour couler une pièce plutôt que forger une version en fer forgé de la pièce. Cela a fait de la fonte un matériau proéminent tout au long des 18e et 19e siècles. Elle a été largement remplacée par l'acier dans la construction, mais est encore utilisée dans de nombreuses applications industrielles.

Fer forgé

Le fer forgé consiste principalement en fer avec 1 à 2 % de scories ajoutées, qui sont le sous-produit de la réduction du minerai de fer, et sont un mélange de silicium, soufre, phosphore, et oxydes d'aluminium. Durant la fabrication, le fer est retiré du feu et travaillé au marteau tandis qu'il est encore chaud pour lui donner sa forme finale.

Le fer forgé est plus doux et plus ductile que la fonte. Il est aussi hautement malléable et peut être chauffé, réchauffé et travaillé en diverses formes. En fait, il devient plus fort plus on le travaille.

Cette clôture en fer forgé ne rouillera pas si elle est peinte et entretenue.

Le fer forgé a une résistance à la traction bien supérieure à la fonte, le rendant plus approprié pour les poutres horizontales dans la construction. En général, il résiste fortement à la fatigue et se déforme sans rompre à moins d'être surchargé bien au-delà de sa capacité ou déformé par exposition à une chaleur intense.

Comme la fonte, il a été largement utilisé tout au long du 19e siècle dans la construction de bâtiments mais a été remplacé par l'acier au 20e siècle. Aujourd'hui, le fer forgé est utilisé principalement à des fins décoratives.

Corrosion

La corrosion affecte les pièces en fonte et fer forgé si elles ont des surfaces de métal nu et sont exposées à l'oxygène en présence d'humidité. Contrairement à des métaux comme le cuivre ou l'aluminium qui forment des revêtements oxydants protecteurs, le fer rouillera et s'écaillera entièrement donné assez de temps. Cela rend les pièces et assemblages en fonte et fer forgé problématiques pour les environnements extérieurs avec leurs précipitations et humidité.

Pour prévenir la rouille, les produits en fer devraient être revêtus pour prévenir l'exposition du métal nu. La peinture est couramment utilisée pour protéger le métal nu. Les revêtements en poudre sont une autre méthode et bien adaptés pour les meubles d'extérieur sujets à l'usure dans les zones à fort trafic. Les revêtements en poudre sont durables et ne s'estompent, n'écaillent, ni ne se fissurent sur de longues périodes.

Brad Done était vice-président de Reliance Foundry Co. Ltd. en Colombie-Britannique, Canada quand il a écrit cet article.

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