Quel élément est mélangé au fer pour fabriquer la fonte ?
carbone
La fonte est un groupe d'alliages fer-carbone avec une teneur en carbone supérieure à 2 %. Son utilité vient de sa faible température de fusion. Les constituants de l'alliage affectent sa couleur lorsqu'il est fracturé : la fonte blanche contient des impuretés de carbure qui laissent passer les fissures ; la fonte grise contient des flocons de graphite qui dévient une fissure qui passe et déclenche d'innombrables nouvelles fissures à mesure que le matériau se brise ; fonte ductile qui empêche la fissure de progresser davantage grâce à leurs "nodules" sphériques en graphite. Le carbone (C) allant de 1,8 à 4 % en poids et le silicium (Si) 1 à 3 % en poids sont les principaux éléments d'alliage de la fonte. Les alliages de fer contenant moins de carbone sont appelés acier. Bien que cela rende techniquement le système Fe – C – Si ternaire, le principe de solidification de la fonte peut être compris à partir du diagramme de phase binaire fer-carbone plus simple. Étant donné que les compositions de la plupart des fontes se situent autour du point eutectique (point de liquide le plus bas) du système fer-carbone, les températures de fusion varient généralement de , ce qui est environ inférieur au point de fusion du fer pur. La fonte est fabriquée en refondant de la fonte brute, souvent avec des quantités importantes de fer, d'acier, de calcaire, de carbone (coke) et en prenant diverses mesures pour éliminer les contaminants indésirables. Le phosphore et le soufre peuvent être brûlés du fer en fusion, mais cela brûle également le carbone, qui doit être remplacé. En fonction de l'application, la teneur en carbone et en silicium est ajustée aux niveaux souhaités, qui peuvent se situer respectivement entre 2 et 3,5 % et 1 à 3 %. D'autres éléments sont ensuite ajoutés à la masse fondue avant que la forme finale ne soit produite par coulée. Les propriétés de la fonte sont modifiées par l'ajout de divers éléments d'alliage, ou alliages. Après le carbone, le silicium est l’alliage le plus important car il chasse le carbone de la solution. Un faible pourcentage de silicium permet au carbone de rester en solution, formant du carbure de fer et la production de fonte blanche. Un pourcentage élevé de silicium force le carbone à sortir de la solution, formant ainsi du graphite et la production de fonte grise. D'autres agents d'alliage, le manganèse, le chrome, le molybdène, le titane et le vanadium, neutralisent le silicium, favorisent la rétention du carbone et la formation de ces carbures. Le nickel et le cuivre augmentent la résistance et l'usinabilité, mais ne modifient pas la quantité de graphite formé. Le carbone sous forme de graphite donne un fer plus doux, réduit le retrait, la résistance et la densité. Le soufre, qui est en grande partie un contaminant lorsqu'il est présent, forme du sulfure de fer, qui empêche la formation de graphite et augmente la dureté. Le problème du soufre est qu’il rend la fonte fondue visqueuse, ce qui provoque des défauts. Pour contrer les effets du soufre, du manganèse est ajouté car les deux se transforment en sulfure de manganèse au lieu de sulfure de fer. Le sulfure de manganèse est plus léger que la masse fondue, il a donc tendance à flotter hors de la masse fondue et dans les scories. La quantité de manganèse nécessaire pour neutraliser le soufre est de 1,7 × teneur en soufre + 0,3 %. Si une quantité de manganèse supérieure à cette quantité est ajoutée, du carbure de manganèse se forme, ce qui augmente la dureté et le refroidissement, sauf dans la fonte grise, où jusqu'à 1 % de manganèse augmente la résistance et la densité. La fonte grise se caractérise par sa microstructure graphitique, qui donne un aspect gris aux fractures du matériau. Il s’agit de la fonte la plus couramment utilisée et du matériau de fonte le plus utilisé en fonction de son poids. La plupart des fontes ont une composition chimique de 2,5 à 4,0 % de carbone, 1 à 3 % de silicium et le reste du fer. La fonte grise a une résistance à la traction et aux chocs inférieure à celle de l'acier, mais sa résistance à la compression est comparable à celle de l'acier à faible et moyenne teneur en carbone. Ces propriétés mécaniques sont contrôlées par la taille et la forme des paillettes de graphite présentes dans la microstructure et peuvent être caractérisées selon les directives données par l'ASTM. La fonte blanche présente des surfaces fracturées blanches en raison de la présence d'un précipité de carbure de fer appelé cémentite. Avec une teneur plus faible en silicium (agent graphitisant) et une vitesse de refroidissement plus rapide, le carbone de la fonte blanche précipite hors de la fonte sous forme de cémentite en phase métastable, Fe3C, plutôt que de graphite. La cémentite qui précipite de la masse fondue se présente sous forme de particules relativement grosses. Au fur et à mesure que le carbure de fer précipite, il retire le carbone de la masse fondue d'origine, déplaçant le mélange vers un mélange plus proche de l'eutectique, et la phase restante est l'austénite à teneur inférieure en fer et carbone (qui, lors du refroidissement, pourrait se transformer en martensite). Ces carbures eutectiques sont beaucoup trop gros pour offrir le bénéfice de ce qu'on appelle le durcissement par précipitation (comme dans certains aciers, où des précipités de cémentite beaucoup plus petits pourraient inhiber la déformation plastique en empêchant le mouvement des dislocations à travers la matrice de ferrite de fer pur). Au contraire, ils augmentent la dureté apparente de la fonte simplement en raison de leur propre dureté très élevée et de leur fraction volumique importante, de telle sorte que la dureté apparente peut être approchée par une règle de mélanges. Dans tous les cas, ils offrent de la dureté au détriment de la ténacité. Étant donné que le carbure représente une grande partie du matériau, la fonte blanche pourrait raisonnablement être classée comme cermet. Le fer blanc est trop fragile pour être utilisé dans de nombreux composants structurels, mais avec une bonne dureté et résistance à l'abrasion et un coût relativement faible, il trouve une utilisation dans des applications telles que les surfaces d'usure (roue et volute) des pompes à lisier, des revêtements de coque et des barres de levage en boule. les broyeurs et les broyeurs autogènes, les billes et les anneaux des pulvérisateurs de charbon et les dents du godet de creusement d'une pelle rétro (bien que l'acier martensitique moulé à carbone moyen soit plus courant pour cette application). La fonte malléable commence par une fonte blanche qui est ensuite traitée thermiquement pendant un jour ou deux environ, puis refroidie pendant un jour ou deux. En conséquence, le carbone du carbure de fer se transforme en graphite et en ferrite plus du carbone (austénite). Le processus lent permet à la tension superficielle de transformer le graphite en particules sphéroïdales plutôt qu'en flocons. En raison de leur allongement plus faible, les sphéroïdes sont relativement courts et éloignés les uns des autres, et ont une section efficace plus faible par rapport à une fissure ou un phonon se propageant. Ils ont également des limites émoussées, par opposition aux flocons, ce qui atténue les problèmes de concentration de contraintes rencontrés dans la fonte grise. En général, les propriétés de la fonte malléable ressemblent davantage à celles de l’acier doux. Il existe une limite à la taille d’une pièce pouvant être coulée en fonte malléable, car elle est fabriquée en fonte blanche. Développée en 1948, la fonte nodulaire ou ductile a son graphite sous forme de très minuscules nodules et le graphite sous forme de couches concentriques formant les nodules. En conséquence, les propriétés de la fonte ductile sont celles d’un acier spongieux sans les effets de concentration de contraintes que produiraient des flocons de graphite. De minuscules quantités de 0,02 à 0,1 % de magnésium et seulement 0,02 à 0,04 % de cérium ajoutées à ces alliages ralentissent la croissance des précipités de graphite en se liant aux bords des plans de graphite. Parallèlement à un contrôle minutieux des autres éléments et du timing, cela permet au carbone de se séparer sous forme de particules sphéroïdales à mesure que le matériau se solidifie. Les propriétés sont similaires à celles de la fonte malléable, mais les pièces peuvent être coulées avec des sections plus grandes.
La fonte est un groupe d'alliages fer-carbone avec une teneur en carbone supérieure à 2 %. Son utilité vient de sa faible température de fusion. Les constituants de l'alliage affectent sa couleur lorsqu'il est fracturé : la fonte blanche contient des impuretés de carbure qui laissent passer les fissures ; la fonte grise contient des flocons de graphite qui dévient une fissure qui passe et déclenche d'innombrables nouvelles fissures à mesure que le matériau se brise ; fonte ductile qui empêche la fissure de progresser davantage grâce à leurs "nodules" sphériques en graphite.
Le carbone (C) allant de 1,8 à 4 % en poids et le silicium (Si) 1 à 3 % en poids sont les principaux éléments d'alliage de la fonte. Les alliages de fer contenant moins de carbone sont appelés acier. Bien que cela rende techniquement le système Fe – C – Si ternaire, le principe de solidification de la fonte peut être compris à partir du diagramme de phase binaire fer-carbone plus simple. Étant donné que les compositions de la plupart des fontes se situent autour du point eutectique (point de liquide le plus bas) du système fer-carbone, les températures de fusion varient généralement de , ce qui est environ inférieur au point de fusion du fer pur.
La fonte a tendance à être fragile, à l'exception des fontes malléables. Avec son point de fusion relativement bas, sa bonne fluidité, sa coulabilité, son excellente usinabilité, sa résistance à la déformation et à l'usure, les fontes sont devenues un matériau d'ingénierie avec une large gamme d'applications et sont utilisées dans les tuyaux, les machines et les pièces de l'industrie automobile, telles que les cylindres. culasses (utilisation en baisse), blocs-cylindres et carters de boîtes de vitesses (utilisation en baisse). Il résiste à la destruction et à la fragilisation par l'oxydation (rouille).
Les premiers objets en fonte datent du 5ème siècle avant notre ère et ont été découverts par des archéologues dans l'actuel Jiangsu en Chine. La fonte était utilisée dans la Chine ancienne pour la guerre, l’agriculture et l’architecture. Au XVe siècle, la fonte fut utilisée pour l'artillerie en Bourgogne, en France et en Angleterre pendant la Réforme. Le premier pont en fonte a été construit dans les années 1770 par Abraham Darby III et est connu sous le nom de pont de fer. La fonte est également utilisée dans la construction de bâtiments.
Production
La fonte est fabriquée en refondant de la fonte brute, souvent avec des quantités importantes de fer, d'acier, de calcaire, de carbone (coke) et en prenant diverses mesures pour éliminer les contaminants indésirables. Le phosphore et le soufre peuvent être brûlés du fer en fusion, mais cela brûle également le carbone, qui doit être remplacé. En fonction de l'application, la teneur en carbone et en silicium est ajustée aux niveaux souhaités, qui peuvent se situer respectivement entre 2 et 3,5 % et 1 à 3 %. D'autres éléments sont ensuite ajoutés à la masse fondue avant que la forme finale ne soit produite par coulée.
La fonte est parfois fondue dans un type spécial de haut fourneau appelé cubilot, mais le plus souvent fondue dans des fours à induction électriques ou des fours à arc électrique. Une fois la fusion terminée, la fonte fondue est versée dans un four de maintien ou une poche de coulée.
Les types
Éléments d'alliage
Les propriétés de la fonte sont modifiées par l'ajout de divers éléments d'alliage, ou alliages. Après le carbone, le silicium est l’alliage le plus important car il chasse le carbone de la solution. Un faible pourcentage de silicium permet au carbone de rester en solution, formant du carbure de fer et la production de fonte blanche. Un pourcentage élevé de silicium force le carbone à sortir de la solution, formant ainsi du graphite et la production de fonte grise. D'autres agents d'alliage, le manganèse, le chrome, le molybdène, le titane et le vanadium, neutralisent le silicium, favorisent la rétention du carbone et la formation de ces carbures. Le nickel et le cuivre augmentent la résistance et l'usinabilité, mais ne modifient pas la quantité de graphite formé. Le carbone sous forme de graphite donne un fer plus doux, réduit le retrait, la résistance et la densité. Le soufre, qui est en grande partie un contaminant lorsqu'il est présent, forme du sulfure de fer, qui empêche la formation de graphite et augmente la dureté. Le problème du soufre est qu’il rend la fonte fondue visqueuse, ce qui provoque des défauts. Pour contrer les effets du soufre, du manganèse est ajouté car les deux se transforment en sulfure de manganèse au lieu de sulfure de fer. Le sulfure de manganèse est plus léger que la masse fondue, il a donc tendance à flotter hors de la masse fondue et dans les scories. La quantité de manganèse nécessaire pour neutraliser le soufre est de 1,7 × teneur en soufre + 0,3 %. Si une quantité de manganèse supérieure à cette quantité est ajoutée, du carbure de manganèse se forme, ce qui augmente la dureté et le refroidissement, sauf dans la fonte grise, où jusqu'à 1 % de manganèse augmente la résistance et la densité.
Le nickel est l'un des éléments d'alliage les plus courants car il affine la structure de perlite et de graphite, améliore la ténacité et égalise les différences de dureté entre les épaisseurs de section. Le chrome est ajouté en petites quantités pour réduire le graphite libre, produire du refroidissement et parce qu'il s'agit d'un puissant stabilisant de carbure ; le nickel est souvent ajouté conjointement. Une petite quantité d'étain peut être ajoutée en remplacement de 0,5 % de chrome. Du cuivre est ajouté dans la poche ou dans le four, de l'ordre de 0,5 à 2,5 %, pour diminuer le refroidissement, affiner le graphite et augmenter la fluidité. Du molybdène est ajouté de l'ordre de 0,3 à 1 % pour augmenter le refroidissement et affiner la structure du graphite et de la perlite ; il est souvent ajouté avec du nickel, du cuivre et du chrome pour former des fers à haute résistance. Le titane est ajouté comme dégazeur et désoxydant, mais il augmente également la fluidité. 0,15 à 0,5 % de vanadium est ajouté à la fonte pour stabiliser la cémentite, augmenter la dureté et augmenter la résistance à l'usure et à la chaleur. 0,1 à 0,3 % de zirconium aide à former du graphite, à désoxyder et à augmenter la fluidité.
Dans les fontes malléables, du bismuth est ajouté, sur une échelle de 0,002 à 0,01 %, pour augmenter la quantité de silicium pouvant être ajoutée. Dans le fer blanc, du bore est ajouté pour faciliter la production de fonte malléable ; il réduit également l'effet grossissant du bismuth.
Fonte grise
La fonte grise se caractérise par sa microstructure graphitique, qui donne un aspect gris aux fractures du matériau. Il s’agit de la fonte la plus couramment utilisée et du matériau de fonte le plus utilisé en fonction de son poids. La plupart des fontes ont une composition chimique de 2,5 à 4,0 % de carbone, 1 à 3 % de silicium et le reste du fer. La fonte grise a une résistance à la traction et aux chocs inférieure à celle de l'acier, mais sa résistance à la compression est comparable à celle de l'acier à faible et moyenne teneur en carbone. Ces propriétés mécaniques sont contrôlées par la taille et la forme des paillettes de graphite présentes dans la microstructure et peuvent être caractérisées selon les directives données par l'ASTM.
Fonte blanche
La fonte blanche présente des surfaces fracturées blanches en raison de la présence d'un précipité de carbure de fer appelé cémentite. Avec une teneur plus faible en silicium (agent graphitisant) et une vitesse de refroidissement plus rapide, le carbone de la fonte blanche précipite hors de la fonte sous forme de cémentite en phase métastable, Fe3C, plutôt que de graphite. La cémentite qui précipite de la masse fondue se présente sous forme de particules relativement grosses. Au fur et à mesure que le carbure de fer précipite, il retire le carbone de la masse fondue d'origine, déplaçant le mélange vers un mélange plus proche de l'eutectique, et la phase restante est l'austénite à teneur inférieure en fer et carbone (qui, lors du refroidissement, pourrait se transformer en martensite). Ces carbures eutectiques sont beaucoup trop gros pour offrir le bénéfice de ce qu'on appelle le durcissement par précipitation (comme dans certains aciers, où des précipités de cémentite beaucoup plus petits pourraient inhiber la déformation plastique en empêchant le mouvement des dislocations à travers la matrice de ferrite de fer pur). Au contraire, ils augmentent la dureté apparente de la fonte simplement en raison de leur propre dureté très élevée et de leur fraction volumique importante, de telle sorte que la dureté apparente peut être approchée par une règle de mélanges. Dans tous les cas, ils offrent de la dureté au détriment de la ténacité. Étant donné que le carbure représente une grande partie du matériau, la fonte blanche pourrait raisonnablement être classée comme cermet. Le fer blanc est trop fragile pour être utilisé dans de nombreux composants structurels, mais avec une bonne dureté et résistance à l'abrasion et un coût relativement faible, il trouve une utilisation dans des applications telles que les surfaces d'usure (roue et volute) des pompes à lisier, des revêtements de coque et des barres de levage en boule. les broyeurs et les broyeurs autogènes, les billes et les anneaux des pulvérisateurs de charbon et les dents du godet de creusement d'une pelle rétro (bien que l'acier martensitique moulé à carbone moyen soit plus courant pour cette application).
Il est difficile de refroidir des pièces moulées épaisses assez rapidement pour solidifier la fonte sous forme de fonte blanche sur toute sa longueur. Cependant, un refroidissement rapide peut être utilisé pour solidifier une coque en fonte blanche, après quoi le reste refroidit plus lentement pour former un noyau en fonte grise. Le moulage résultant, appelé moulage réfrigéré, présente les avantages d'une surface dure avec un intérieur un peu plus résistant.
Les alliages de fer blanc à haute teneur en chrome permettent de couler des pièces moulées massives (par exemple, une roue de 10 tonnes) au sable, car le chrome réduit la vitesse de refroidissement nécessaire pour produire des carbures à travers les plus grandes épaisseurs de matériau. Le chrome produit également des carbures dotés d’une résistance à l’abrasion impressionnante. Ces alliages à haute teneur en chrome attribuent leur dureté supérieure à la présence de carbures de chrome. La forme principale de ces carbures sont les carbures eutectiques ou primaires M7C3, où « M » représente le fer ou le chrome et peut varier en fonction de la composition de l'alliage. Les carbures eutectiques se forment sous forme de faisceaux de tiges hexagonales creuses et se développent perpendiculairement au plan basal hexagonal. La dureté de ces carbures est comprise entre 1 500 et 1 800 HV.
Fonte malléable
La fonte malléable commence par une fonte blanche qui est ensuite traitée thermiquement pendant un jour ou deux environ, puis refroidie pendant un jour ou deux. En conséquence, le carbone du carbure de fer se transforme en graphite et en ferrite plus du carbone (austénite). Le processus lent permet à la tension superficielle de transformer le graphite en particules sphéroïdales plutôt qu'en flocons. En raison de leur allongement plus faible, les sphéroïdes sont relativement courts et éloignés les uns des autres, et ont une section efficace plus faible par rapport à une fissure ou un phonon se propageant. Ils ont également des limites émoussées, par opposition aux flocons, ce qui atténue les problèmes de concentration de contraintes rencontrés dans la fonte grise. En général, les propriétés de la fonte malléable ressemblent davantage à celles de l’acier doux. Il existe une limite à la taille d’une pièce pouvant être coulée en fonte malléable, car elle est fabriquée en fonte blanche.
Fonte ductile
Développée en 1948, la fonte nodulaire ou ductile a son graphite sous forme de très minuscules nodules et le graphite sous forme de couches concentriques formant les nodules. En conséquence, les propriétés de la fonte ductile sont celles d’un acier spongieux sans les effets de concentration de contraintes que produiraient des flocons de graphite. De minuscules quantités de 0,02 à 0,1 % de magnésium et seulement 0,02 à 0,04 % de cérium ajoutées à ces alliages ralentissent la croissance des précipités de graphite en se liant aux bords des plans de graphite. Parallèlement à un contrôle minutieux des autres éléments et du timing, cela permet au carbone de se séparer sous forme de particules sphéroïdales à mesure que le matériau se solidifie. Les propriétés sont similaires à celles de la fonte malléable, mais les pièces peuvent être coulées avec des sections plus grandes.
Tableau des qualités comparatives des fontes
Histoire
Les premiers artefacts en fonte datent du 5ème siècle avant JC et ont été découverts par des archéologues dans ce qui est aujourd'hui le comté moderne de Luhe, dans le Jiangsu en Chine. Ceci est basé sur une analyse des microstructures de l’artefact. La fonte étant relativement fragile, elle ne convient pas aux applications nécessitant un bord tranchant ou une flexibilité. Il est résistant en compression, mais pas en tension. La fonte a été inventée en Chine au 5ème siècle avant JC et coulée dans des moules pour fabriquer des socs et des marmites ainsi que des armes et des pagodes. Bien que l'acier soit plus recherché, la fonte était moins chère et était donc plus couramment utilisée pour les outils dans la Chine ancienne, tandis que le fer forgé ou l'acier étaient utilisés pour les armes.
En Occident, où il n'est devenu disponible qu'au XVe siècle, ses premières utilisations comprenaient le canon et la grenaille. Henri VIII fut l'initiateur de la fabrication du canon en Angleterre. Bientôt, les sidérurgistes anglais utilisant des hauts fourneaux développèrent la technique de production de canons en fonte qui, bien que plus lourds que les canons en bronze dominants, étaient beaucoup moins chers et permettaient à l'Angleterre de mieux armer sa marine. La technologie de la fonte a été transférée de Chine. Al-Qazvini au XIIIe siècle et d'autres voyageurs ont par la suite remarqué une industrie du fer dans les montagnes d'Alburz, au sud de la mer Caspienne. Ceci est proche de la route de la soie, de sorte que l'utilisation de technologies dérivées de Chine est envisageable. Les maîtres forgerons du Weald continuèrent à produire des fontes jusque dans les années 1760 et l'armement fut l'une des principales utilisations des fers après la Restauration.
À l'époque, de nombreux hauts fourneaux anglais fabriquaient des casseroles en fonte. En 1707, Abraham Darby a breveté une méthode permettant de fabriquer des casseroles (et des bouilloires) plus fines et donc moins chères que ses rivaux. Cela signifiait que ses fourneaux de Coalbrookdale devenaient dominants en tant que fournisseurs de pots, une activité dans laquelle ils furent rejoints dans les années 1720 et 1730 par un petit nombre d'autres hauts fourneaux alimentés au coke.
Le développement de la machine à vapeur par Thomas Newcomen a fourni un marché supplémentaire pour la fonte, car la fonte était considérablement moins chère que le laiton à partir duquel les cylindres du moteur étaient fabriqués à l'origine. John Wilkinson était un grand défenseur de la fonte, qui, entre autres choses, fondit les cylindres de nombreuses machines à vapeur améliorées de James Watt jusqu'à la création de la fonderie Soho en 1795.
Ponts en fonte
L'utilisation de la fonte à des fins structurelles a commencé à la fin des années 1770, lorsque Abraham Darby III a construit le pont de fer, bien que des poutres courtes aient déjà été utilisées, comme dans les hauts fourneaux de Coalbrookdale. D'autres inventions suivirent, dont une brevetée par Thomas Paine. Les ponts en fonte sont devenus monnaie courante à mesure que la révolution industrielle s’accélérait. Thomas Telford a adopté le matériau pour son pont en amont à Buildwas, puis pour un aqueduc à canal à Longdon-on-Tern sur le canal de Shrewsbury.
Il a été suivi par l'aqueduc de Chirk et l'aqueduc de Pontcysyllte, qui restent tous deux utilisés suite aux récentes restaurations. Les ponts à poutres en fonte ont été largement utilisés par les premiers chemins de fer, comme le Water Street Bridge au terminus de Manchester du Liverpool and Manchester Railway. Des problèmes sont survenus lorsqu'un nouveau pont transportant le Chester and Holyhead Railway sur la rivière Dee à Chester s'est effondré en mai 1847, moins d'un an après son ouverture. La catastrophe du pont Dee a été causée par une charge excessive au centre de la poutre par le passage d'un train, et de nombreux ponts similaires ont dû être démolis et reconstruits, souvent en fer forgé. Le pont avait été mal conçu, car il était doté de sangles en fer forgé, censées à tort renforcer la structure. Les centres des poutres ont été mis en flexion, avec le bord inférieur en tension, là où la fonte, comme la maçonnerie, est très fragile.
La meilleure façon d'utiliser la fonte pour la construction de ponts était d'utiliser des arcs, de sorte que tout le matériau soit en compression. La fonte, comme la maçonnerie, est très résistante à la compression. Le fer forgé, comme la plupart des autres types de fer et comme la plupart des métaux en général, est résistant à la tension et également résistant à la fracture. La relation entre le fer forgé et la fonte, à des fins structurelles, peut être considérée comme analogue à la relation entre le bois et la pierre.
Néanmoins, la fonte a continué à être utilisée de manière structurelle inappropriée, jusqu'à ce que la catastrophe du pont ferroviaire de Tay en 1879 jette de sérieux doutes sur l'utilisation de ce matériau. Les pattes cruciales pour maintenir les tirants et les entretoises du pont Tay avaient été intégrées aux colonnes et elles se sont rompues au début de l'accident. De plus, les trous de boulons ont également été coulés et non percés, de sorte que toute la tension des tirants était placée sur un coin, plutôt que d'être répartie sur la longueur du trou. Le pont de remplacement a été construit en fer forgé et en acier.
Cependant, d'autres effondrements de ponts se sont produits, culminant avec l'accident ferroviaire de Norwood Junction en 1891. Des milliers de ponts inférieurs en fonte ont finalement été remplacés par des équivalents en acier.
Image:Image-Taybridge01.jpg|Pont Tay original depuis le nord
Image : Pont Tay en panne.JPG | Pont Tay tombé depuis le nord
Image : Ironbridge 6.jpg|Pont de fer sur la rivière Severn à Coalbrookdale, Angleterre
Image : Château d'Eglinton et pont du tournoi 1884.jpg | Le pont du tournoi d'Eglinton, North Ayrshire, Écosse, construit en fonte
Bâtiments
Les colonnes en fonte permettaient aux architectes de construire des bâtiments de grande hauteur sans les murs extrêmement épais nécessaires à la construction de bâtiments en maçonnerie de n'importe quelle hauteur. Une telle flexibilité permettait aux immeubles de grande hauteur d’avoir de grandes fenêtres. Dans les centres urbains comme le quartier historique de SoHo-Cast Iron à New York, les bâtiments industriels et les premiers grands magasins ont été construits avec des colonnes en fonte pour laisser entrer la lumière du jour. De fines colonnes en fonte pourraient également supporter le poids qui nécessiterait autrement d'épaisses colonnes ou piliers en maçonnerie, ouvrant ainsi des espaces au sol dans les usines et des lignes de vue dans les églises et les auditoriums. L'historique Iron Building de Watervliet, New York, est un bâtiment en fonte.
Usines textiles
Une autre utilisation importante était dans les usines textiles. L'air des usines contenait des fibres inflammables provenant du coton, du chanvre ou de la laine filée. En conséquence, les usines textiles avaient une propension alarmante à brûler. La solution consistait à les construire entièrement avec des matériaux incombustibles, et il s'est avéré pratique de doter le bâtiment d'une charpente en fer, en grande partie en fonte, pour remplacer le bois inflammable. Le premier bâtiment de ce type était à Ditherington à Shrewsbury, Shropshire. De nombreux autres entrepôts ont été construits avec des colonnes et des poutres en fonte, bien que des conceptions défectueuses, des poutres défectueuses ou une surcharge aient parfois provoqué des effondrements de bâtiments et des défaillances structurelles.
Au cours de la révolution industrielle, la fonte était également largement utilisée pour les châssis et autres parties fixes des machines, notamment les machines à filer et plus tard les machines à tisser dans les usines textiles. La fonte est devenue largement utilisée et de nombreuses villes possédaient des fonderies produisant des machines industrielles et agricoles.