ISO/TR 945-2:2011
(Main)Microstructure of cast irons — Part 2: Graphite classification by image analysis
Microstructure of cast irons — Part 2: Graphite classification by image analysis
ISO/TR 945-2:2011 deals with the two-dimensional characterisation of graphite form and size in cast irons. A standard method for determining graphite form by image analysis had not been developed at the time of this report, but several methods are in use in the industry. The purpose of ISO/TR 945-2 is to give an illustration of what is possible and to suggest ways in which the technique might develop in the future. ISO/TR 945-2:2011 does not apply to the graphite distribution of grey (lamellar graphite) cast iron as defined in ISO 945-1. ISO/TR 945-2:2011 describes procedures used to carry out image analysis of graphite form and size and provides a method of comparison to the results obtained using visual analysis techniques. It does not specify any particular mathematical description of the graphite forms but provides a means for comparison.
Microstructure des fontes — Partie 2: Classification du graphite par analyse d'image
L'ISO/TR 945-2:2011 traite de la caractérisation bidimensionnelle de la forme et de la taille des particules de graphite dans les fontes moulées. Une méthode normalisée de détermination de la forme du graphite par analyse d'image n'était pas encore développée au moment de l'élaboration du présent rapport, mais plusieurs méthodes sont utilisées dans l'industrie. L'ISO/TR 945-2:2011 a pour objet de fournir une illustration des méthodes possibles et de proposer des moyens permettant de développer la technique à l'avenir. L'ISO/TR 945-2:2011 ne s'applique pas à la répartition du graphite de la fonte grise (graphite lamellaire) définie dans l'ISO 945-1. L'ISO/TR 945-2:2011 décrit les méthodes utilisées pour réaliser l'analyse d'image de la forme et de la taille du graphite et fournit une méthode de comparaison avec les résultats obtenus en appliquant les techniques d'analyse visuelle. Elle ne spécifie aucune description mathématique particulière des formes du graphite mais fournit un moyen de comparaison.
General Information
Standards Content (Sample)
TECHNICAL ISO/TR
REPORT 945-2
First edition
2011-01-15
Microstructure of cast irons —
Part 2:
Graphite classification by image analysis
Microstructure des fontes —
Partie 2: Classification du graphite par analyse d'image
Reference number
ISO/TR 945-2:2011(E)
©
ISO 2011
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ISO/TR 945-2:2011(E)
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Published in Switzerland
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ISO/TR 945-2:2011(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Terms and definitions .1
3 Designations .2
3.1 Designation system for classifying graphite in cast irons .2
3.2 Image analysis classification of graphite .2
3.3 Designation of graphite by form and size.3
3.4 Designation of intermediate graphite size.4
3.5 Designation of mixed graphite forms and sizes .4
4 Sampling and sample preparation.4
4.1 Samples taken from castings or cast samples .4
4.2 Sample preparation.4
5 Binary image preparation .5
5.1 General .5
5.2 Microscope image light setting.5
5.3 Microscope filters.5
5.4 Camera .5
5.5 Binary image .5
5.6 Image analysis computer programme.6
6 Measurement .7
7 Test report.7
8 Acceptance procedure.8
8.1 General .8
8.2 Proposed procedure for the comparison of the image analysis technique with the visual
analysis technique given in ISO 945-1 .9
Annex A (informative) Typical graphite forms in cast iron materials.10
Annex B (informative) Typical graphite forms in cast iron materials (Examples of
photomicrographs).12
Bibliography.14
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ISO/TR 945-2:2011(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In exceptional circumstances, when a technical committee has collected data of a different kind from that
which is normally published as an International Standard (“state of the art”, for example), it may decide by a
simple majority vote of its participating members to publish a Technical Report. A Technical Report is entirely
informative in nature and does not have to be reviewed until the data it provides are considered to be no
longer valid or useful.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/TR 945-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 25, Cast irons and pig irons.
ISO 945 consists of the following parts, under the general title Microstructure of cast irons:
⎯ Part 1: Graphite classification by visual analysis
⎯ Part 2: Graphite classification by image analysis [Technical Report]
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ISO/TR 945-2:2011(E)
Introduction
Image analysis, as well as other testing methods, is part of the general or specific assessment of the quality of
castings to be agreed between the manufacturer and purchaser at the time of acceptance of the order.
The characterisation of the graphite particle shape in cast irons is often made visually, using the reference
sketches of ISO 945-1. The procedure described in ISO 945-1 has an inherent subjective character that can
be overcome by using image analysis and appropriate computer software.
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TECHNICAL REPORT ISO/TR 945-2:2011(E)
Microstructure of cast irons —
Part 2:
Graphite classification by image analysis
1 Scope
This part of ISO 945 deals with the two-dimensional characterisation of graphite form and size in cast irons.
A standard method for determining graphite form by image analysis had not been developed at the time of this
report, but several methods are in use in the industry. The purpose of this part of ISO 945 is to give an
illustration of what is possible and to suggest ways in which the technique might develop in the future.
This part of ISO 945 does not apply to the graphite distribution of grey (lamellar graphite) cast iron as defined
in ISO 945-1.
This part of ISO 945 describes procedures used to carry out image analysis of graphite form and size and
provides a method of comparison to the results obtained using visual analysis techniques.
It does not specify any particular mathematical description of the graphite forms but provides a means for
comparison.
NOTE A mathematical description of graphite form is given in ISO 16112. Other mathematical descriptions of
graphite forms and information on technical research are given in the Bibliography.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2.1
maximum Féret diameter
maximum length of an object whatever its orientation
NOTE This dimension applies to all graphite forms.
2.2
roundness
area of the graphite particle divided by the area of the circle whose diameter is the maximum Féret diameter
of the same graphite particle (X)
NOTE The calculation of roundness is shown in Figure 1.
© ISO 2011 – All rights reserved 1
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ISO/TR 945-2:2011(E)
Figure 1 — Roundness
2
Roundness = A/A = 4A/π⋅l
m m
where
l is the maximum axis length of the graphite particle in question, which is the maximum distance
m
between two points on the graphite particle perimeter;
A is the area of the circle diameter l ;
m m
A is the area of the graphite particle in question.
2.3
perimeter
P
total length of the object contour
2.4
graphite content rate
graphite content as a percentage of the measured area
3 Designations
3.1 Designation system for classifying graphite in cast irons
When cast iron materials are examined using the image analysis method in accordance with this part of
ISO 945, the graphite should be classified by:
a) its form, designated by Roman numerals I to VI, see Annexes A and B (informative);
b) its size, designated by the Arabic numerals 1 to 8, see Table 1.
3.2 Image analysis classification of graphite
The reference images given in Annex A provide a basis for classifying graphite forms. For this purpose, and
as examples of actual graphite forms corresponding to these reference images, typical microstructures of
graphite in cast irons are arranged in a series of photomicrographs given in Annex B.
The graphite size is determined by measuring the graphite and comparing it with the dimensions and
reference numbers given in Table 1.
Because the examined images represent two dimensional cross sections of three dimensional graphite
particles, the observed size of any particle will almost always be smaller than its actual size. This fact should
be taken into account when evaluating particle size distributions, whether by image analysis methods or by
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ISO/TR 945-2:2011(E)
the visual analysis method of ISO 945-1. In ISO 945-1 the determination of graphite size is based on the
larger observed particle sizes. Using image analysis, an adjustment to exclude other than the representative
larger particle sizes is appropriate.
3.3 Designation of graphite by form and size
3.3.1 Designation by system
To characterise the graphite observed, indications are generally necessary on the form and size of the
graphite particles. For this purpose, the following symbols should be used at different positions of the
designation:
⎯ Roman numerals of Annex A are used for the graphite form at position 1;
⎯ Arabic numerals of Table 1 are used for the graphite size at position 2.
EXAMPLE 1 For grey cast iron with flake (lamellar) shaped graphite particles of form 1 and size 4, the following
designation should be used to describe the structure:
I 4
EXAMPLE 2 For a cast iron with spheroidal graphite particles of form VI and size 4, the following designation should
be used to describe that structure:
V1 4
Table 1 — Dimension of the graphite particles forms I to VI
Indication of the particle dimension
Actual dimension
observed at 100 x magnification
Reference number
mm
mm
1 ≥100 ≥1
2 50 to <100 0,5 to <1
3 25 to <50 0,25 to <0,5
4 12 to <25 0,12 to <0,25
5 6 to <12 0,06 to <0,12
6 3 to <6 0,03 to < 0,06
7 1,5 to <3 0,015 to <0,03
8 <1,5 <0,015
NOTE 1 This table is identical to Table 1 ISO 945-1 except for NOTES 2, 3 and 4.
NOTE 2 For determining size ranges 1 and 2, a lower magnification (25 x or 50 x) may be used.
NOTE 3 For determining size ranges 6 to 8, a higher magnification (200 x or 500 x) may be used.
NOTE 4 For determining size ranges 1 and 2, the largest visible graphite particle size is to be retained.
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ISO/TR 945-2:2011(E)
3.4 Designation of intermediate graphite size
If the graphite observed covers two sizes, reference to both is possible.
EXAMPLE 1 3/4
In a given case the predominating size may be emphasised by underlining.
EXAMPLE 2 3/4
This method can be extended to cover structures where more than two sizes are present.
NOTE Other means of expressing graphite size, such as histograms, can be used.
3.5 Designation of mixed graphite forms and sizes
Graphite structures of mixed form and size can be defined by calculating their percentage proportions.
EXAMPLE For a cast iron with graphite area of 85 % spheroidal graphite particles of form VI, and size 4 and 15 %
vermicular graphite particles of form III and covering sizes 3 and 4, the following designation shall be used to describe the
structure:
85 % VI 4 + 15 % III 3/4
4 Sampling and sample preparation
4.1 Samples taken from castings or cast samples
The location from which samples are taken should be agreed between the manufacturer and purchaser,
taking into account any other requirements in the relevant material standard. If an examination re
...
RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 945-2
Première édition
2011-01-15
Microstructure des fontes —
Partie 2:
Classification du graphite par analyse
d'image
Microstructure of cast irons —
Part 2: Graphite classification by image analysis
Numéro de référence
ISO/TR 945-2:2011(F)
©
ISO 2011
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ISO/TR 945-2:2011(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO/TR 945-2:2011(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Termes et définitions .1
3 Désignations .2
3.1 Système de désignation pour la classification du graphite dans les fontes moulées .2
3.2 Classification du graphite par analyse d'image.2
3.3 Désignation du graphite par sa forme et sa taille .3
3.4 Désignation de taille de graphite intermédiaire .4
3.5 Désignation des structures de graphite de formes et tailles différentes .4
4 Échantillonnage et préparation des échantillons .4
4.1 Échantillons prélevés dans des pièces moulées ou échantillons coulés.4
4.2 Préparation de l'échantillon .4
5 Préparation de l'image binaire .5
5.1 Généralités .5
5.2 Réglage de l'éclairement d'image du microscope .5
5.3 Filtres de microscope .5
5.4 Caméra.5
5.5 Image binaire .6
5.6 Programme informatique d'analyse d'image.6
6 Mesures .7
7 Rapport d'essai.8
8 Mode opératoire d'acceptation .9
8.1 Généralités .9
8.2 Mode opératoire proposé pour la comparaison de la technique d'analyse d'image à la
technique d'analyse visuelle donnée dans l'ISO 945-1 .9
Annexe A (informative) Formes typiques du graphite dans les matériaux de fonte moulée.10
Annexe B (informative) Formes typiques du graphite dans les matériaux de fonte moulée
(Exemples de photomicrographies) .12
Bibliographie.14
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ISO/TR 945-2:2011(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
Exceptionnellement, lorsqu'un comité technique a réuni des données de nature différente de celles qui sont
normalement publiées comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l'état
de la technique par exemple), il peut décider, à la majorité simple de ses membres, de publier un Rapport
technique. Les Rapports techniques sont de nature purement informative et ne doivent pas nécessairement
être révisés avant que les données fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO/TR 945-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 25, Fontes moulées et fontes brutes.
L'ISO 945 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Microstructure des fontes:
⎯ Partie 1: Classification du graphite par analyse visuelle
⎯ Partie 2: Classification du graphite par analyse d'image [Rapport technique]
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ISO/TR 945-2:2011(F)
Introduction
L'analyse d'image, de même que les autres méthodes de contrôle, fait partie de l'évaluation générale ou
spécifique de la qualité des pièces moulées, à convenir entre le fabricant et l'acheteur au moment de
l'acceptation de la commande.
La caractérisation de la forme des particules de graphite dans les fontes moulées est souvent réalisée de façon
visuelle en utilisant les croquis de référence de l'ISO 945-1. La procédure décrite dans l'ISO 945-1 a un
caractère subjectif évident que l'on peut maîtriser en utilisant l'analyse d'image et un logiciel de calcul
approprié.
© ISO 2011 – Tous droits réservés v
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RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 945-2:2011(F)
Microstructure des fontes —
Partie 2:
Classification du graphite par analyse d'image
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 945 traite de la caractérisation bidimensionnelle de la forme et de la taille des
particules de graphite dans les fontes moulées.
Une méthode normalisée de détermination de la forme du graphite par analyse d'image n'était pas encore
développée au moment de l'élaboration du présent rapport, mais plusieurs méthodes sont utilisées dans
l'industrie. La présente partie de l’ISO 945 a pour objet de fournir une illustration des méthodes possibles et
de proposer des moyens permettant de développer la technique à l'avenir.
La présente partie de l’ISO 945 ne s'applique pas à la répartition du graphite de la fonte grise (graphite
lamellaire) définie dans l'ISO 945-1.
La présente partie de l’ISO 945 décrit les méthodes utilisées pour réaliser l'analyse d'image de la forme et de
la taille du graphite et fournit une méthode de comparaison avec les résultats obtenus en appliquant les
techniques d'analyse visuelle.
Elle ne spécifie aucune description mathématique particulière des formes du graphite mais fournit un moyen
de comparaison.
NOTE Une description mathématique de la forme du graphite est donnée dans l'ISO 16112. D'autres descriptions
mathématiques des formes du graphite et d'autres informations techniques sur la recherche sont données dans la
Bibliographie.
2 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
2.1
diamètre de Féret maximal
longueur maximale d'un objet quelle que soit la direction
NOTE Cette dimension s'applique à toutes les formes de graphite.
2.2
coefficient de circularité
aire de la particule de graphite divisée par l'aire du cercle dont le diamètre est le diamètre de Féret maximal
de la même particule de graphite (X)
NOTE Le calcul du coefficient de circularité est illustré à la Figure 1.
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ISO/TR 945-2:2011(F)
Figure 1 — Coefficient de circularité
2
Coefficient de circularité = A/A = 4A/π⋅l
m m
où
l est la longueur d'axe maximale de la particule de graphite considérée, qui est la distance maximale
m
entre deux points sur le périmètre de la particule de graphite;
A est l’aire du diamètre du cercle l ;
m m
A est l’aire de la particule de graphite considérée.
2.3
périmètre
P
longueur totale du contour de l'objet
2.4
taux de graphite
teneur en graphite exprimée en pourcentage de l'aire mesurée
3 Désignations
3.1 Système de désignation pour la classification du graphite dans les fontes moulées
Lors de l'examen de matériaux en fonte moulée en utilisant la méthode d'analyse d'image conformément à la
présente partie de l’ISO 945, il convient de classer le graphite par:
a) sa forme, désignée par les chiffres romains I à VI, voir les Annexes A et B (informatives);
b) sa taille, désignée par les chiffres arabes 1 à 8, voir le Tableau 1.
3.2 Classification du graphite par analyse d'image
Les images de référence données dans l'Annexe A fournissent une base pour la classification des formes du
graphite. Dans ce but, et à titre d'exemples de formes de graphite réelles correspondant à ces images de
référence, les microstructures types du graphite dans les fontes moulées sont représentées par une série de
photomicrographies données dans l'Annexe B.
La taille du graphite est déterminée en mesurant le graphite et en le comparant aux dimensions et aux
numéros de référence donnés dans le Tableau 1.
2 © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO/TR 945-2:2011(F)
Dans la mesure où les images examinées représentent des sections bidimensionnelles de particules de
graphite tridimensionnelles, la taille observée de toute particule est pratiquement toujours plus petite que sa
taille réelle. Il convient de tenir compte de ce fait lors de l'évaluation des répartitions des tailles des particules,
qu'elle soit réalisée par des méthodes d'analyse d'image ou par la méthode d'analyse visuelle spécifiée dans
l'ISO 945-1. Dans l'ISO 945-1, la taille du graphite est déterminée en fonction des plus grandes tailles de
particules observées. Pour l'analyse d'image, il est approprié de procéder à un ajustement pour exclure les
tailles de particules qui ne sont pas les plus grandes tailles représentatives.
3.3 Désignation du graphite par sa forme et sa taille
3.3.1 Désignation par système
Pour caractériser le graphite observé, il est généralement nécessaire de fournir des indications sur la forme et
la taille des particules de graphite. À cet effet, il convient d'utiliser les symboles suivants pour les différentes
positions de la désignation:
⎯ les chiffres romains de l'Annexe A sont utilisés pour la forme du graphite, en position 1;
⎯ les chiffres arabes du Tableau 1 sont utilisés pour la taille du graphite, en position 2.
EXEMPLE 1 Pour décrire la structure d'une fonte grise à particules de graphite lamellaire de forme I et de taille 4,
il convient d'utiliser la désignation suivante:
I 4
EXEMPLE 2 Pour décrire la structure d'une fonte à particules de graphite sphéroïdal de forme VI et de taille 4,
il convient d'utiliser la désignation suivante:
VI 4
Tableau 1 — Tailles des particules de graphite de formes I à VI
Dimensions des particules observées à un
Dimensions réelles
Numéro de
grossissement × 100
référence
mm mm
1
≥ 100 ≥ 1
2 50 à < 100 0,5 à < 1
3 25 à < 50 0,25 à < 0,5
4
12 à < 25 0,12 à < 0,25
5
6 à < 12 0,06 à < 0,12
6 3 à < 6 0,03 à < 0,06
7 1,5 à < 3 0,015 à < 0,03
8 < 1,5 < 0,015
NOTE 1 Ce Tableau est identique au Tableau 1 de l'ISO 945-1, à l'exception des NOTES 2, 3 et 4.
NOTE 2 Pour la détermination des fourchettes de tailles 1 et 2, un grossissement plus faible (x25 ou x50) peut être utilisé.
NOTE 3 Pour la détermination des fourchettes de tailles 6 à 8, un grossissement plus fort (x200 ou x500) peut être utilisé.
NOTE 4 Pour la détermination des fourchettes de tailles 1 et 2, la taille de la particule visible la plus grande est à retenir.
© ISO 2011 – Tous droits réservés 3
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ISO/TR 945-2:2011(F)
3.4 Désignation de taille de graphite intermédiaire
Si le graphite observé couvre deux tailles, on peut utiliser les deux références.
EXEMPLE 1 3/4
Pour un cas donné, la taille prédominante peut être soulignée.
EXEMPLE 2 3/4
Cette méthode peut être généralisée pour couvrir des structures où il y a plus de deux tailles.
NOTE D'autres moyens d'expression de la taille du graphite, tels que des histogrammes, peuvent être utilisés.
3.5 Désignation des structures de graphite de formes et tailles différentes
Des structures de graphite comprenant des formes et des tailles différentes peuvent être définies en calculant
leurs pourcentages.
EXEMPLE Pour une fonte moulée ayant une surface de 85 % de particules de graphite sphéroïdal de forme VI et de
taille 4, et 15 % de particules de graphite vermiculaire de forme III et couvrant les tailles 3 et 4, la désignation suivante doit
être utilisée pour décrire la structure:
85% VI 4 + 15% III 3/4
4 Échantillonnage et préparation des échantillons
4.1 Échantillons prélevés dans des pièces moulées ou échantillons coulés
Il convient que l'emplacement duquel les échantillons sont prélevés fasse l'objet d'un accord entre le fabricant
et l'acheteur, en tenant compte de toutes autres exigences spécifiées dans la norme de matériau applicable.
Si un rapport d'examen est exigé, l'emplacement de prélèvement de l'échantillon doit être enregistré.
Il convient que la taille de l'échantillon soit suffisante pour représenter réellement la structure du graphite dans
l'emplacement convenu duquel il a été prélevé.
4.2 Préparation de l'échantillon
4.2.1 Généralités
Il convient de veiller au soin avec lequel le meulage et le
...
Questions, Comments and Discussion
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