FER L'élément métallique
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
Encyclopædia Universalis France
Magnétite
R. Appiani/ De Agostini/ Getty Images
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.
Diagramme fer-soufre
Encyclopædia Universalis France
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.
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.
Teneur en carbone des constituants des aciers
Encyclopædia Universalis France
Le diagramme fer-carbone (fig. 10) est à la base de la connaissance des aciers et des fontes [cf. acier (technologie)]. Le carbone peut former : des solutions solides d'insertion dans le fer α (ferrite, martensite), dans le fer γ (austénite), dans le fer δ, et 4 composés semi-métalliques : Fe3C, la cémentite ; Fe5C2 ; le carbure de Hägg Fe7C3 ; et le carbure hexagonal non stœchiométrique voisin de Fe2C.
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Écrit par
- Simone TALBOT-BESNARD : maître de recherche au C.N.R.S.
Classification
Médias
Fer : caractéristiques physiques
Encyclopædia Universalis France
Analyse différentielle d'un échantillon
Encyclopædia Universalis France
Limites élastiques
Encyclopædia Universalis France
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