Skip to content
Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter October 6, 2015

Quantitative Classification and Assessment of Sr Modification in Hypoeutectic Al-Si and Al-Si-Mg Alloys

Quantitative Klassifikation und Bewertung der Sr-Veredelung in untereutektischen Al-Si- und Al-Si-Mg-Legierungen
P. Rossi , M. Engstler and F. Mücklich
From the journal Practical Metallography

Abstract

This work focuses on quantitatively characterizing and classifying the modification of Al7Si and Al7Si0.3Mg casting alloy microstructures. Different levels of modification were induced through the addition of Sr and varying cooling rates during solidification. Firstly, a round robin test (RRT) was developed in which representative micrographs were subjectively evaluated by a group of experts in the area of aluminum casting alloys, from thirteen different laboratories. Secondly, a quantitative evaluation of the micrographs was conducted using an image analysis software. Lastly, a classification model was generated with the help of a data mining software, combining the quantitative data and the experts' evaluations. Different classes of microstructures were quantitatively defined, allowing objective assessment of the microstructures. Additionally, a quantitative degree of modification (M), which depends on the microstructure homogeneity, was developed to evaluate the modified microstructures. The result of this work lays the foundation for a forthcoming study of the quantitative correlation between process settings, microstructures, and casting properties.

Kurzfassung

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der quantitativen Charakterisierung und Klassifikation der Veredelung von Mikrostrukturen in Al7Si- und Al7Si0,3Mg-Gusslegierungen. Durch die Zugabe von Sr und durch unterschiedliche Abkühlungsgeschwindigkeiten während der Erstarrung wurden unterschiedliche Veredelungsstufen hervorgerufen. Zunächst wurde ein Ringversuch entwickelt, bei dem repräsentative mikroskopische Aufnahmen von einer aus dreizehn verschiedenen Laboratorien zusammengestellten Expertengruppe aus dem Bereich Aluminium-Gusslegierungen subjektiv bewertet wurden. Dann wurden die mikroskopischen Aufnahmen mit Hilfe einer Bildanalysesoftware quantitativ bewertet. Schließlich wurde mit Hilfe einer Data-Mining-Software durch Kombination der quantitativen Daten mit den Bewertungen der Experten ein Klassifikationsmodell entwickelt. Für eine objektive Beurteilung der Mikrostrukturen wurden verschiedene Mikrostrukturklassen quantitativ definiert. Zusätzlich wurde für die Bewertung der veredelten Mikrostrukturen ein von der mikrostrukturellen Homogenität abhängiger quantitativer Grad der Veredelung (modification, M) erarbeitet. Das Ergebnis dieser Arbeit bildet die Grundlage für eine bevorstehende Untersuchung der quantitativen Korrelation zwischen Prozesseinstellungen, Mikrostrukturen und den Eigenschaften der Gusserzeugnisse.


Übersetzung: E. Engert


References / Literatur

[1] FatahallaN.; HafizM.; AbdulkhalekM.: Mater. Sci., J.; 34 (1999) 35553564.10.1023/A:1004626425326Search in Google Scholar

[2] KaufmanJ.G.; Rooy, ElwinL.: Aluminum Alloy Castings: Properties, Processes, and Applications, ASM International, Ohio, USA, 2004 ISBN: 0-87170-803-510.31399/asm.tb.aacppa.9781627083355Search in Google Scholar

[3] LasagniF.; Lasagnia.; MarksE.; HolzapfelC.; MücklichF.; DegischerH.P.: Acta Mater.55 (2007) 38753882. 10.1016/j.actamat.2007.03.004Search in Google Scholar

[4] KuhnkeK.; Prakt. Met.46 (2009)Search in Google Scholar

[5] GruzleskiJ.E.; ClossetB.M.: The Treatment of Liquid Aluminum-Silicon Alloys, American Foundrymen's Society, USA, 1999. ISBN: 0-87433-121-8Search in Google Scholar

[6] HoC.R.; CantorB.: J. Mater. Sci.30 (1995) 19121920. 10.1007/BF00353013Search in Google Scholar

[7] ShamsuzzohaM.; HoganL.M.: Philos. Mag. A.54 (1986) 459477. 10.1080/01418618608243605Search in Google Scholar

[8] SigworthG.K.; 15 (2008) 240254.10.31399/asm.hb.v15.a0005301Search in Google Scholar

[9] ChangJ.; KoH.: J. Mater. Sci. Lett.19 (2000) 197199. 10.1023/A:1006746321922Search in Google Scholar

[10] LuS.; HellawellA.: 18 (1987) 17211733.Search in Google Scholar

[11] DahleA.K.; NogitaK.; McDonaldS.D.; ZindelJ.W.; HoganL.M.: Metall. Mater. Trans. A.32 (2001) 949960. 10.1007/s11661-001-0352-ySearch in Google Scholar

[12] HillertM.; Metall. Mater. Trans. A.34 (2003) 26882690. 10.1007/s11661-003-0030-3Search in Google Scholar

[13] ShankarS.; RiddleY.W.; MakhloufM.M.: Metall. Mater. Trans. A.35 (2004) 30383043. 10.1007/s11661-004-0048-1Search in Google Scholar

[14] BarrireroJ.; EngstlerM.; GhafoorN.; de JongeN.; OdénM.; MücklichF.: J. Alloys Compd.611 (2014) 410421. 10.1016/j.jallcom.2014.05.121Search in Google Scholar

[15] HafizM.F.; KobayashiT.: J. Japan Inst. Light Met.44 (1994) 2834. 10.2464/jilm.44.28Search in Google Scholar

[16] ApelianD.; SigworthG.K.; WhalerK.R.: AFS Trans.92 (1984) 297307.Search in Google Scholar

[17] TenekedjievN.; MulazimogluH.; ClossetB.; GruzleskiJ.: Microstructures and Thermal Analysis of Strontium-Treated Aluminum-Silicon Alloys, American Foundry Society, USA, 1995.Search in Google Scholar

[18] ChaiG.; BäckerudL.; GIESSEREI-PRAXIS. 12 (1993) 206213.Search in Google Scholar

[19] DjurdjevicM.; JiangH.; SokolowskiJ.: Mater. Charact.46 (2001) 3138. 10.1016/S1044-5803(00)00090-5Search in Google Scholar

[20] HeugenhauserS.; StauderB.; DjurdjevicM.; SchumacherP.: Prakt. Met. Sonderband.44 (2012) 231236.Search in Google Scholar

[21] RossiP.; EngstlerM.; MücklichF.: Pract. Metallogr.51 (2014) 180199. 10.3139/147.110287Search in Google Scholar

[22] RussJ.C.: The image processing handbook, 5th ed., CRC Press, Boca Raton, USA, 2007. ISBN 978-0849372544Search in Google Scholar

[23] LiJ.; LuL.; LaiM.O.: Mater. Charact.45 (2002) 8388. 10.1016/S1044-5803(00)00052-8Search in Google Scholar

[24] ArasanS.; AkbulutS.; HasilogluA.S.: KSCE J. Civ. Eng.15 (2011) 12191225. 10.1007/s12205-011-1310-xSearch in Google Scholar

[25] CerianiL.; VermeP.: J. Econ. Inequal.10 (2011) 421443. 10.1007/s10888-011-9188-xSearch in Google Scholar

[26] GiniC.: Variabilitá e Mutabilitá, Contributo allo Studio delle Distribuzioni e delle Relazioni Statistiche, C. Cuppini, Bologna, Italy, 1912.Search in Google Scholar

Received: 2015-06-29
Accepted: 2015-08-04
Published Online: 2015-10-06
Published in Print: 2015-10-15

© 2015, Carl Hanser Verlag, München

Downloaded on 28.11.2022 from frontend.live.degruyter.dgbricks.com/document/doi/10.3139/147.110361/html
Scroll Up Arrow