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From atom scale to casting : A contemporary monograph on cast irons microstructure

Lacaze, Jacques and Sertucha, Jon and Castro-Román, Manuel Jesus From atom scale to casting : A contemporary monograph on cast irons microstructure. (2020) UNSPECIFIED. (Unpublished)

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Abstract

The origin of this monograph lies in a simple fact: there is a paradigm with cast irons, namely that these alloys have been produced and cast for thousands of years, yet they are among the most complicated alloys if we consider the formation of their microstructure by solidification and transformations in the solid state. The positive side of this complexity is that it offers a wide range of possibilities for manipulating their microstructure. With the evolution of melting furnaces in the 19th century, the silicon content of cast irons increased, leading to the development of the silicon cast irons that are the subject of this monograph. The essential step, however, was the discovery in the middle of the 20th century that it is possible to change the shape of graphite by transforming the interconnected lamellae into discrete spheroids. In this way, cast iron became a material for safety parts and was no longer limited to construction. This historical development and the research effort during the first part of the 20th century have been described in reviews published in the 1960s. At the same time, the evolution of metallographic analysis generated a great deal of research aimed at describing and understanding the formation of graphite and the microstructure of cast irons during solidification and heat treatment. This monograph is not intended to be an exhaustive review of the literature of the last 50 years, but aims to propose a coherent vision of the formation of the microstructure of cast irons based on the work carried out jointly or in parallel by its authors. Current controversies are sometimes indicated but are not discussed in order to emphasize open questions. In a pedagogical approach, the main text containing basic information appears on the odd pages, while details and more advanced descriptions are limited to the even pages. Finally, we should mention that our work has benefited greatly from the dynamism of the European Casting Group (ECI), an informal group open to all (European academics and industrialists) for more than 10 years. It is in this same spirit of discussion that this monograph is freely available. \\// Cette monographie trouve son origine dans un fait simple : il existe un paradigme avec les fontes, à savoir que ces alliages sont produits et coulés depuis des milliers d'années, mais qu'ils comptent pourtant parmi les alliages métalliques les plus compliqués si l'on considère la formation de leur microstructure par solidification et transformations à l'état solide. Le côté positif de cette complexité est qu'elle offre un large éventail de possibilités pour la manipulation de leur microstructure. Avec l'évolution des fours de fusion au 19ème siècle, la teneur en silicium des fontes a augmenté conduisant au développement des fontes au silicium qui font l'objet de cette monographie. L'étape essentielle, cependant, a été la découverte au milieu du 20ème siècle qu'il est possible de changer la forme du graphite en transformant les lamelles interconnectées en sphéroïdes discrets. Les fontes sont ainsi devenues un matériau pour pièces de sécurité et n'ont plus été limitées à la construction. Cette évolution historique et l'effort de recherche durant la première partie du 20ème siècle ont été décrits dans les revues publiées dans les années 1960. A cette même époque, l'évolution des analyses métallographiques a généré nombre de recherches destinées à décrire et comprendre la formation du graphite et de la microstructure des fontes lors de leur solidification et des traitements thermiques. Cette monographie ne se veut pas une revue exhaustive de la littérature de ces 50 dernières années, mais vise à proposer une vision cohérente de la formation de la microstructure des fontes à graphite basée sur les travaux conduits en commun ou en parallèle par ses auteurs. Les controverses actuelles sont quelquefois indiquées mais ne sont pas discutées afin de mettre l'accent sur les questions ouvertes. Dans une volonté pédagogique, le texte principal contenant les informations de base apparaît sur les pages impaires, tandis que les détails et les descriptions plus approfondies sont limités aux pages paires. Enfin, nous nous devons de mentionner que notre travail a largement profité du dynamisme du groupe européen de la fonte (ECI), groupe informel ouvert à tous (universitaires et industriels européens) depuis plus de 10 ans. C'est dans ce même esprit de discussion que cette monographie est en accès libre.

Item Type:Book
Uncontrolled Keywords:
Institution:Other partners > IK4 - Azterlan - Centro de Investigación Metalúrgica (SPAIN)
French research institutions > Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Université de Toulouse > Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Université de Toulouse > Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Other partners > Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional - CINVESTAV-IPN (MEXICO)
Laboratory name:
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Deposited On:02 Nov 2020 14:12

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