Quantitative Classification and Assessment of Sr Modification in Hypoeutectic Al-Si and Al-Si-Mg Alloys
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P. Rossi
, M. Engstler and F. Mücklich
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.
References / Literatur
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