FERL'élément métallique

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Composés minéraux

Le diagramme de la figure situe le domaine d'existence des différents oxydes : FeO, protoxyde de fer ; Fe3O4, magnétite  Fe2O3, sesquioxyde.

Température-composition du système fer-oxygène

Dessin : Température-composition du système fer-oxygène

Dessin

Diagramme température-composition pour le système fer-oxygène. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Magnétite

Photographie : Magnétite

Photographie

La magnétite, un oxyde de fer, cristallise dans les roches magmatiques basiques et ultrabasiques. Cet échantillon montre des cristaux caractéristiques octaédriques, aux faces striées, de couleur gris fer à noir. Le magnétisme de la magnétite, dû aux atomes de fer qu'elle contient, est... 

Crédits : R. Appiani/ De Agostini/ Getty Images

Afficher

Le protoxyde FeO est métastable à la température ordinaire. Il se forme au cours des traitements du minerai de fer et du travail à chaud du métal. Sa composition peut s'écarter notablement de la composition stœchiométrique, ce qui le rapproche d'un oxyde semi-métallique.

Le sesquioxyde existe sous deux formes allotropiques : la forme α rhomboédrique est la forme naturelle ; la forme quadratique préparée par oxydation de la magnétite a une structure ordonnée dérivant du spinelle. La magnétite est un oxyde mixte de type spinelle répondant à la formule [Fe23+ Fe2+] O42—. Elle est ferromagnétique et c'est un semi-conducteur dont la résistivité varie fortement avec la température. Ces ions Fe3+ et Fe2+ peuvent être remplacés par des ions M3+ et M2+, d'où une multiplicité de solutions solides.

Le diagramme de la figure 9 indique les domaines d'existence des deux seuls composés fer-soufre. Le sulfure ferreux FeS tolère de larges écarts à la composition stœchiométrique, tant par excès de fer que par excès de soufre vis-à-vis du rapport 1/1. Des solutions solides dans lesquelles le fer ou le soufre sont remplacés par des équivalents (Mn, Ni... ; Sc, As...) sont très nombreuses. Le bisulfure FeS2 se présente sous deux formes cristallines : l'une instable, la marcassite, l'autre stable, la pyrite.

Diagramme fer-soufre

Dessin : Diagramme fer-soufre

Dessin

Diagramme Fe-S. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

L'azote peut former des solutions solides d'insertion dans le fer α (nitroferrite, nitromartensite), dans le fer γ (nitro-austénite), dans le fer δ et 3 composés semi-métalliques : les nitrures Fe4N (γ′), Fe3N (ε′), Fe2N (ζ).

Le phosphore peut former des solutions solides avec le fer α et le fer γ et 4 composés définis : Fe3P, Fe2P, FeP, FeP2.

Le diagramme fer-carbone (fig. 10) est à la base d [...]

Teneur en carbone des constituants des aciers

Dessin : Teneur en carbone des constituants des aciers

Dessin

Le diagramme simplifié représente en fonction de la température et de la teneur en carbone les domaines d'existence des différents constituants des aciers. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 5 pages

Médias de l’article

Fer : caractéristiques physiques

Fer : caractéristiques physiques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Analyse différentielle d'un échantillon

Analyse différentielle d'un échantillon
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Limites élastiques

Limites élastiques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Lignes de Piobert-Lüdres

Lignes de Piobert-Lüdres
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Afficher les 10 médias de l'article


Écrit par :

Classification

Autres références

«  FER  » est également traité dans :

FER - Vue d'ensemble

  • Écrit par 
  • Didier LAVERGNE
  •  • 629 mots
  •  • 1 média

Le fer est présent dans l'histoire de l'humanité bien avant l'« âge » du même nom, qu'il est convenu de faire succéder à l'« âge du bronze » un millier d'années avant notre ère. Les espèces minérales riches en fer sont nombreuses dans la nature, facilement identifiables par leurs couleurs (cf. fer-Minerais de fer).Il n'est donc pas téméraire d'avancer que le fer, par ses q […] Lire la suite

FER - Minerais de fer

  • Écrit par 
  • Louis BUBENICEK, 
  • Éric HESS, 
  • Richard PAZDEJ
  •  • 5 179 mots
  •  • 6 médias

Le fer, dont l'invention, au sens des techniques humaines, date de 1 500 avant J.-C, a permis l’essor de l’industrie moderne. Les sources de fer sont essentiellement les minerais et la récupération des ferrailles. Ce dernier produit sera cependant toujours un approvisionnement complémentaire des minerais, malgré le tonnage élevé consommé. En France, un ti […] Lire la suite

FER - Rôle biologique du fer

  • Écrit par 
  • Carole BEAUMONT
  •  • 4 717 mots
  •  • 3 médias

Le fer est nécessaire à toute forme de vie sur Terre (seules quelques rares bactéries peuvent utiliser le manganèse à la place du fer) du fait de ses propriétés de fixation d'oxygène et d'oxydo-réduction. Cette capacité à réagir avec l'oxygène, qui le place aussi au centre de […] Lire la suite

APPARITION DE L'INDUSTRIE DU FER

  • Écrit par 
  • Nicole CHÉZEAU
  •  • 181 mots

Les premières traces de l'industrie du fer sont attestées vers 1700 à 1500 avant J.-C. dans le sud du Caucase. À cette époque, les forgerons chalybes faisaient chauffer un mélange de minerai de fer et de charbon de bois dans un simple trou. Chez les Hittites, ce procédé primitif évolue vers le bas foyer, sorte de four semi-enterré dans lequel la combustion est activée par l'air insufflé au moyen d […] Lire la suite

FER, FONTE ET ACIER - (repères chronologiques)

  • Écrit par 
  • Olivier LAVOISY
  •  • 598 mots

— 1700-— 1500 Début de l'industrie du fer avec les premières traces, au Sud du Caucase, de foyers permettant la réduction (élimination d'oxygène) de minerais de fer au charbon de bois.Vers — 1250 Une lettre du roi hittite Hattusil III mentionne une épée en fer.— 1100-— 800 Réduction de minerais de fer au charbon de bois en […] Lire la suite

ACIER - Technologie

  • Écrit par 
  • Louis COLOMBIER, 
  • Gérard FESSIER, 
  • Guy HENRY, 
  • Joëlle PONTET
  •  • 14 167 mots
  •  • 10 médias

Dans le chapitre « Constituants des aciers »  : […] Rappelons que le fer existe sous deux variétés allotropiques différentes, c'est-à-dire avec deux formes cristallines. Aux basses températures et jusqu'à 910  0 C, ses atomes sont disposés suivant un réseau cubique centré, c'est-à-dire qu'ils occupent les sommets et le centre d'un cube : on l'appelle alors fer α. Aux températures supérieures à 910  0 C et jusqu'à 1 392  0 C, le réseau cristallin es […] Lire la suite

AIMANTS

  • Écrit par 
  • Roger FONTAINE
  •  • 6 368 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre « Aimants en poudres de fer et de fer-cobalt »  : […] Dès 1946, Louis Néel proposa, à la suite de ses travaux sur les grains fins, une méthode de fabrication d'aimants à partir de poudres de fer et de fer-cobalt. La poudre obtenue par voie chimique est composée de grains à peu près sphériques d'un diamètre d'environ un dixième de micron. Elle est ensuite comprimée et frittée. Les performances atteignent celles des alnico isotropes. Malheureusement, […] Lire la suite

ALLIAGES

  • Écrit par 
  • Jean-Claude GACHON
  •  • 7 350 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Alliages métalliques industriels »  : […] Après ces considérations générales, nous pouvons maintenant nous intéresser à des alliages industriels. Les plus utilisés sont les aciers, qui présentent une palette particulièrement riche de produits, depuis ce qu'il est convenu d'appeler, plus ou moins péjorativement, la ferraille, jusqu'aux aciers inoxydables, en passant par les maragings , mis en œuvre pour des usages tels que les pièces soumi […] Lire la suite

APPARITION DES HAUTS-FOURNEAUX

  • Écrit par 
  • Olivier LAVOISY
  •  • 222 mots

En Occident, les premiers hauts-fourneaux apparaissent vraisemblablement dans la région de Liège durant la seconde moitié du xiv e  siècle. Le principe est d'augmenter la taille des foyers pour accroître la production de fer. Cependant la réduction (élimination de l'oxygène) de minerais de fer mélangés au charbon de bois ne donne plus, dans les hauts-fourneaux, une masse pâteuse de fer mais un pr […] Lire la suite

BRONZE & FER, âges

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre MOHEN
  •  • 3 284 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Le fer et l'âge du fer »  : […] Une nouvelle étape, le plus souvent historique, est franchie avec l'utilisation courante du fer terrestre  : celui-ci est plus difficile à obtenir que le bronze car, après la réduction partielle du minerai qui forme une loupe au fond du fourneau, il faut cingler celle-ci avec de fortes masses pour en sortir des fragments de métal rassemblés en lingot ; il faut ensuite remarteler ce fer dans des co […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Simone TALBOT-BESNARD, « FER - L'élément métallique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 15 juin 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/fer-l-element-metallique/