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Le phosphore dans les fers et aciers. Points de vue historiques et thermochimiques

Partie I. Propriétés des fers anciens et des aciers modernes contenant du phosphore

Phosphorus in wrought irons and steels. Historical and thermochemical points of view

Part I. Properties of ancient wrought irons and modern steels containing phosphorus

Cercle d’Études des Métaux, École Nationale Supérieure des Mines, 42023 Saint-Étienne Cedex 2, France

^* e-mail: jealecoze@numericable.fr

Reçu : 13 Mars 2019
Accepté : 9 Janvier 2020

Résumé

Les effets de la présence du phosphore dans les aciers modernes et dans les fers anciens sont passés en revue. Des fers phosphoreux, décrits par les archéologues, ont été fabriqués depuis de nombreux siècles à partir de minerais phosphoreux, soit par la voie indirecte (haut-fourneau + affinerie), soit par réduction directe du minerai. Avant la découverte du phosphore élémentaire, on parlait des « fers cassants à froid ». Ces fers, à fortes teneurs en phosphore, ne posaient pas de problème de forgeage à chaud, car leurs teneurs en carbone étaient très basses. Il a fallu attendre le début du 19^e siècle pour trouver des remèdes à cette maladie. Les aciers modernes à très faibles teneurs en phosphore résiduel présentent généralement des risques de fragilité, différents des fers anciens.

Abstract

The effects of phosphorus in modern steels and ancient wrought irons are shortly introduced. Phosphorous wrought irons, described by archaeologists, have been prepared during centuries from phosphorous ores, either by indirect route (blast furnace + finery) or by direct reduction in bloomeries. Before the discovery of elemental phosphorus, the phrase “cold-short iron” was currently used for these irons, which were easily forged when they had a low carbon content. It was only at the beginning of the 19th century that this problem found a solution. Modern steels, with low residual phosphorus contents, can show new kinds of brittleness, different from ancient wrought irons.