Le fer forgé est un alliage de fer à très faible teneur en carbone (moins de 0,08%) par rapport à la fonte (2,1% à 4%). La microstructure du fer forgé montre des inclusions de scories sombres dans la ferrite. C’est une variété molle, ductile et fibreuse qui est produite à partir d’une masse semi-fusionnée de globules de fer relativement purs partiellement entourés de scories. Il contient généralement moins de 0,1 % de carbone et 1 ou 2 % de laitier. Le fer forgé est magnétique, résistant à la corrosion et se soude facilement. Il a une élasticité et une résistance à la traction élevées. Il peut être chauffé et réchauffé et travaillé dans diverses formes. Le fer forgé n’est plus produit à l’échelle commerciale. L’équivalent fonctionnel moderne du fer forgé est l’acier doux, également appelé acier à faible teneur en carbone. De nombreux produits décrits comme du fer forgé, tels que les garde-corps, les meubles de jardin et les portails, sont en fait en acier doux. Par exemple, la tour Eiffel est une tour en treillis en fer forgé.
Propriétés thermiques du fer forgé
Les propriétés thermiques des matériaux font référence à la réponse des matériaux aux changements de température et à l’application de chaleur. Lorsqu’un solide absorbe de l’énergie sous forme de chaleur, sa température augmente et ses dimensions augmentent. Mais différents matériaux réagissent différemment à l’application de chaleur.
La capacité calorifique, la dilatation thermique et la conductivité thermique sont des propriétés qui sont souvent critiques dans l’utilisation pratique des solides.
Point de fusion du fer forgé
Le point de fusion du fer forgé est de 1540 °C.
En général, la fusion est un changement de phase d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le point de fusion d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le point de fusion définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre.
Point d’ébullition du fer forgé
Le fer forgé est une substance multi-éléments, principalement du fer, avec des ajouts de carbone et d’impuretés. Le carbone se présente principalement sous la forme de carbures des métaux d’alliage. Les carbures auront des températures d’ébullition plus élevées que la matrice métallique. Le point d’ébullition du fer (pas du fer forgé) est de 2860 °C, donc le point d’ébullition du fer forgé est proche de cette valeur.
En général, l’ébullition est un changement de phase d’une substance de la phase liquide à la phase gazeuse. Le point d’ébullition d’une substance est la température à laquelle se produit ce changement de phase (ébullition ou vaporisation).
Conductivité thermique du fer forgé
Le fer forgé est une substance multi-éléments, principalement du fer, avec des ajouts de carbone et d’impuretés. La conductivité thermique du fer forgé est d’environ 60 W/(mK).
Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la conductivité thermique, k (ou λ), mesurée en W/mK. C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par conduction. Notez que la loi de Fourier s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gaz), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.
La conductivité thermique de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:
La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire k = k (T). Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.
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