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Robert Forester MushetRobert Forester Mushet
Robert Forester Mushet
Robert Forester Mushet (1811 - 1891) est un industriel et métallurgiste anglais, qui a étudié et breveté l'influence de nombreux éléments d'alliages ajoutés au fer. Il a notamment breveté l'addition de ferromanganèse pour améliorer les propriétés de l'acier Bessemer ainsi que les aciers à outils prenant la trempe à l'air. BiographieRobert Mushet[note 1] est né à Coleford, dans la Forêt de Dean, dans le Gloucestershire, en Angleterre. Il est le plus jeune fils d'un couple écossais, Agnes Wilson et David Mushet (en) un maître de forges ayant travaillé aux forges de Clyde, Alfreton et Whitecliff. En 1818, David Mushet édifie une fonderie à Darkhill (en), dans la Forêt de Dean. Son fils Robert commence alors à se former à la métallurgie avec son père, puis prend la direction de l'usine en 1845. En 1848, il quitte l'usine pour travailler à la toute récente Forest Steel Works, située juste au-dessus du site de Darkhill. Il y conduit près de 10 000 expériences en 10 ans, avant de rejoindre la Titanic Steelworks (en) en 1862. Ses recherches sur les alliages de fer, en particulier sur l'ajout de manganèse, sont récompensées en 1876 par l'Iron and Steel Institute, qui lui décerne la Médaille d'or de Bessemer. Lorsqu’il décède, en 1891, il est enterré à Cheltenham, avec sa femme et sa fille. Les vestiges de la fonderie de Darkhill sont aujourd'hui encore visibles et sont ouverts au public.
InventionsAméliorations de l'acier BessemerMushet découvre pendant l'été 1848 le spiegeleisen, qu'il analyse comme un ferromanganèse, et commence « une série d'essais et de combinaisons de ce métal, avec le fer et l'acier, et trouve qu'il peut fortement réduire le coût de production, et dans le même temps, améliorer la qualité de l'acier produit[1] ». Il constate que le manganèse est un élément d'alliage particulièrement intéressant :
— R. F. Mushet, The Bessemer-Mushet process or Manufacture of cheap steel Mushet refond cet échantillon en l'alliant avec du speigeleisen et constate que la qualité de l'acier est significativement améliorée. Lorsque Thomas Brown s'essaie au procédé de Bessemer[note 2], il constate que l'acier, fragile à chaud, devient forgeable lorsque du spiegeleisen est ajouté au métal après le soufflage[1]. Fort de ces résultats, Mushet protège alors sa découverte par le brevet no 2219 du , intitulé « Améliorations dans la fabrication de fer et d'acier »[3], dans lequel il revendique « l'addition d'un composé triple de fer, de carbone et de manganèse, pour couler du fer après que celui-ci a été décarburé par de l'air alors qu'il est dans un état pâteux ou liquide ». Associé avec Ebbw Vale Iron Company, avec laquelle il partage la moitié des redevances que pourrait rapporter ce brevet, il laisse cependant son brevet tomber dans le domaine public, en ne le reconduisant pas en 1859 à cause, selon lui, d'un timbre mal collé sur le courrier destiné à l'Office des brevets. Pour pouvoir confirmer ses recherches, il expérimente l'addition de spiegeleisen dans le fer liquide, après avoir poussé le soufflage jusqu'à son terme. Il peut ainsi contrôler la recarburation inévitable due à la présence du carbone dans le spiegeleisen, et obtient un acier ductile et forgeable à chaud[1]. L'acier rapide « RMS »L'acier rapide RMS, pour Robert Mushet's Special Steel, inventé en 1868, est considéré comme le premier acier à outils auto-trempant, ou prenant la trempe à l'air. Il est plus dur que les aciers au carbone trempés à l'eau[4]. Cet alliage a précédé les aciers rapides[5]. Sa composition chimique est assez variable. Le tungstène est l'élément d'alliage principal, avec une teneur entre 4 et 12 %, alors que le manganèse (2–4 %) et le carbone (1,5–2,5 %) sont secondaires. Une composition typique serait 9 % de tungstène, 2,5 % de manganèse et 1,85 % de carbone[4]. L’intérêt de cet acier, utilisé pour les outils de coupe a été maintes fois vérifié. En 1894, Frederick Winslow Taylor effectue une série de tests comparatifs entre le RMS et des aciers au carbone : il démontre que l'acier de Mushet permet d'usiner 41 à 47 % plus vite sur les aciers durs, et près de 90 % plus vite sur les aciers standards. Il démontre aussi l’intérêt de la lubrification, qui permet d'augmenter encore de 30 % les vitesses de coupe. Ces tests popularisent les aciers auto-trempants, qui n'étaient alors utilisés que pour augmenter la durée de vie du taillant, la profondeur de passe ou usiner les matériaux les plus durs[4],[6]. Notes et références
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