Le fer est à la base de la fabrication de l’acier et de la fonte. © bogdanhoda, Shutterstock

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Quelle différence entre le fer, la fonte et l'acier ?

Question/RéponseClassé sous :physique , métaux , fer

S'ils sont parfois confondus, le fer, la fonte et l'acier sont bien trois matériaux distincts. Le premier entre en fait dans la composition des deux autres.

Le fer est un élément chimique de symbole Fe. C'est un métal courant, blanc, dur et malléable.

Le fer, élément chimique abondant

Le fer constitue une grande part du noyau terrestre et, de fait, de la masse de notre planète. Dans la croûte terrestre, on le trouve essentiellement sous forme d'oxydes comme l'hématite (Fe2O3) ou encore la magnétite (Fe3O4). Les Hommes ont appris à le travailler autour du XIIe siècle av. J.-C., marquant justement le début de l’âge du fer.

La fonte, un alliage du fer riche en carbone

Dans l'industrie, le fer est rarement utilisé à l'état pur. Il entre dans la composition de plusieurs alliages, l'un des principaux étant la fonte. Cet alliage est composé de fer et de carbone à hauteur de 2 % à 6,67 %. Lorsque, dans la fonte, le carbone se présente sous forme de lamelles de graphite, on parle de fonte grise.

Contrairement aux idées reçues, la fonte n'est pas plus lourde que le fer. Elle présente une masse volumique comprise entre 6.800 et 7.400 kilogrammes par mètre cube alors que le fer se situe à 7.860 kilogrammes par mètre cube. La fonte n'est pas plus lourde que l'acier non plus — dont elle peut être un précurseur — à la masse volumique très proche de celle du fer.

L’acier, un alliage fer-carbone

L'acier est l'autre alliage principal du fer. Il intègre lui aussi une part de carbone : entre 0,02 % et 2 % de la masse totale du morceau d'acier. Une fois trempé, l'acier devient encore plus dur que le fer. Il tient l'essentiel de ses propriétés de sa teneur en carbone. Lorsque celle-ci augmente, la dureté de l'alliage s'améliore et son allongement à la rupture diminue. L'ajout d'autres éléments, tels le chrome ou le nickel, permet aussi de modifier les propriétés physiques de l'acier.