Les principaux minerais de fer sont des oxydes de fer (hématite, oligiste, magnétite…) qui renferment jusqu’à 70% de fer. L’obtention du métal implique de réduire le minerai en le chauffant à haute température (> 1500° C) en présence de carbone. On obtient alors la
fonte (alliage contenant environ 4% de carbone) et l'
acier (alliage de fer contenant 0,2 à 2 % de carbone). Dans le langage courant, on utilise souvent le mot fer pour désigner l’acier. En fait, le fer pur (non allié au carbone) n’est pratiquement jamais utilisé.
Les métaux ferreux sont très courants dans les collections. Ils servent à la fabrication d’
armes, d’
instruments scientifiques, d’
ustensiles ménagers, d’objets décoratifs, d’
outils, d’objets industriels, etc.
Tous ces matériaux (à l’exception de l’acier inoxydable), sont particulièrement sujet à l
’oxydation. Le produit de l’oxydation du fer est la
rouille. Celle-ci se développe d’abord en surface avant de pénétrer le matériau et peut conduire à la destruction complète de l’objet.
La couche de rouille se forme lentement lorsque l’air est sec et propre, plus rapidement lorsque l’air est humide et encore plus rapidement lorsque la surface de métal est couverte d’une mince couche d’eau. Une couche de rouille uniforme protège l’objet dans une certaine mesure mais les surfaces rouillées de façon inégale sont moins protégées et permettent la propagation de la corrosion jusqu’à la couche de métal sous-jacente. Dans le cas d’une corrosion passive, la couche compacte et adhérente présente une coloration qui varie du bleu-noir au rouge-brun. Une corrosion active, provoque la formation de cristaux orange vif qui croissent à l’interface entre le métal même et la couche de corrosion en surface. Elle provoque des
fissures, un
écaillage et de la
pulvérulence des couches de corrosion en surface. Elle peut transformer rapidement un objet en poudre. De plus, la rouille se développe à un rythme accéléré dans un environnement acide et lorsqu’un objet en fer contient des sels (particulièrement des chlorures). Ceci est souvent le cas en raison de l’utilisation d’origine (ustensiles de cuisine par exemple), de manipulations (transferts de la peau) ou de l’environnement (particules solides, pollution). Les sels absorbent l’humidité de l’air qui les dissout et forment des gouttelettes liquides jaunes, brunes ou orangées à la surface de la couche de corrosion. Ce liquide acide attaque le métal et les éventuels matériaux en contact. Si l’humidité relative diminue, les gouttelettes s’assèchent et forment soit des croûtes brillantes dans les fissures à la surface, soit des
cloques rondes d’un brun-orange. La
corrosion peut également causer le
soulèvement des revêtements appliqués sur le fer (peintures, placages…).
L’
acier Corten a subi un traitement de surface qui lui donne une
patine rouillée. Celle-ci est cependant stabilisée et protège le matériau contre l’oxydation.
La
tôle galvanisée est recouverte en surface d’une couche de
zinc, par le procédé électrolytique. La «
fleur » qui caractérise ce matériau résulte de la cristallisation du zinc à la surface de l’acier. Le zingage de l’acier est destiné à le protéger contre la corrosion mais cette protection n’est pas de très longue durée. Au bout de quelques années, la rouille s’installe aux points où la couche de zinc est plus faible et par là, elle pénètre dans l’épaisseur de l’acier. Les objets anciens en tôle galvanisée doivent impérieusement être surveillés et protégés contre la corrosion. Les objets en acier et en tôle galvanisée ont parfois été recouverts, de façon radicale, par un
vernis ou une
résine ayant modifiés l’apparence de l’objet. De même, beaucoup d’objets sont recouverts de graisse, de « noir » dans un but d’entretien alors que ces produits peuvent causer des
taches.
Comme pour tous les
métaux, les principales précautions concernent l’humidité et les polluants.
