Fonte ou fer forgé :explication des principales différences

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

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Cet article a été mis à jour le 9 janvier 2023. Il a été initialement publié le 1er avril 2016.

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La différence entre la fonte forgée et la fonte est simple :la fonte a été fondue, coulée dans un moule et laissée refroidir. Le fer forgé a été chauffé et travaillé avec des outils. (Pour information, le terme « forgé » trouve son origine dans le mot « travaillé ».)

Voici quelques détails plus distinctifs sur les deux formes courantes de fer.

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

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

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Un ouvrier d’une usine fabriquant des pièces en fonte se tient à proximité de la fosse de fusion.

La fonte est plus dure, plus cassante et moins malléable que le fer forgé ou l'acier. Il ne peut pas être plié, étiré ou martelé. Il a peu de résistance à la traction, donc il se fracture avant de se plier ou de se déformer. Du côté positif, il possède une résistance élevée à la compression, ce qui le rendait essentiel pour la construction de bâtiments au début du 20e siècle, avant que l'acier ne soit disponible.

Comparée à l’acier, la fonte a un point de fusion plus bas. Il est également plus fluide et réagit moins avec les matériaux du moule, ce qui le rend bien adapté au moulage. Il faut beaucoup moins de travail pour couler une pièce que pour forger une version en fer forgé de la pièce. Cela a fait de la fonte un matériau important tout au long des XVIIIe et XIXe siècles. Il a été largement remplacé par l'acier dans la construction, mais il est toujours utilisé dans de nombreuses applications industrielles.

Le fer forgé se compose principalement de fer additionné de 1 à 2 % de scories, qui sont le sous-produit de la fusion du minerai de fer, et sont un mélange d'oxydes de silicium, de soufre, de phosphore et d'aluminium. Lors de la fabrication, le fer est retiré du feu et travaillé avec un marteau encore chaud pour lui donner sa forme finale.

Le fer forgé est plus doux et plus ductile que la fonte. Il est également très malléable et peut être chauffé, réchauffé et façonné sous diverses formes. En fait, plus on le travaille, plus il devient fort.

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

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 et se déforme sans faillir à moins qu'il ne soit surchargé bien au-delà de sa capacité ou déformé par une exposition à une chaleur intense.

Comme la fonte, elle a été largement utilisée tout au long du XIXe siècle dans la construction de bâtiments, mais a été remplacée par l'acier au XXe siècle. Aujourd'hui, le fer forgé est principalement utilisé à des fins décoratives.

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

Pour éviter la rouille, les produits en fer doivent être recouverts d'un revêtement pour éviter l'exposition du métal nu. La peinture est couramment utilisée pour protéger le métal nu. Les revêtements en poudre sont une autre méthode bien adaptée aux meubles d’extérieur susceptibles de s’user dans les zones à fort trafic. Les revêtements en poudre sont durables et ne se décolorent pas, ne s'écaillent pas et ne se fissurent pas sur de longues périodes de temps.

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

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