Title: Statistical Relationship Between Strontium Content and Cooling Rate on A356 Alloy by Using Regression Analysis

Abstract: Eutectic silicon modification is an important casting parameter on Al-Si alloys on the aspect of mechanical capability and energy absorption of the cast part. Chemical modifier element strontium has been used to obtain eutectic modification on Al-Si alloy commercially. On the other hand, high cooling rate on Al-Si alloys both refine dendrites and silicon phase which enhances mechanical characteristic. In order to find a statistical relationship between strontium amount and cooling rate, a special mold was designed in order to obtain different range of cooling rates in same cast part, then tensile test data of A356 alloy were analyzed in Minitab software. Therefore, after regression and analysis of variance tests have been proceeded, it was found that strontium amount is only dominant for lower cooling rates of < 0.9 °C.

Keywords: A356; eutectic modification; cooling rate; regression; ANOVA

Başlık: Regresyon Analizi Kullanılarak A356 Alaşımında Stronsiyum İçeriği ve Soğutma Hızı Arasındaki İstatistiksel İlişki

Özet: Ötektik silikon modifikasyonu, Al-Si alaşımları üzerinde, mekanik kabiliyet ve döküm parçanın enerji absorpsiyonu açısından önemli bir döküm parametresidir. Ticari olarak Al-Si alaşımı üzerinde ötektik modifikasyon elde etmek için kimyasal modifiye edici element stronsiyum kullanılmıştır. Öte yandan, Al-Si alaşımlarında yüksek soğutma hızı, hem dendritleri rafine eder hem de silikon fazı ile mekanik karakteristiğini arttırır. Stronsiyum miktarı ile soğutma hızı arasında istatistiksel bir ilişki bulmak için, aynı döküm parçada farklı soğutma hızları aralığı elde etmek amacıyla bir kalıp tasarlanmış, ardından A356 alaşımının çekme testi verileri Minitab yazılımında analiz edilmiştir. Bu nedenle, regresyon ve varyans analizlerine geçildikten sonra, stronsiyum miktarının sadece <0.9°C olan düşük soğutma hızlarında baskın olduğu görülmüştür.

Anahtar kelimeler: A356; ötektik modifikasyon; soğuma hızı; regresyon; ANOVA

• Sigworth GK. Fundamentals of solidification in aluminum castings. International Journal of Metalcasting 2014; 8(1): 7-20.
• Pramod SL, Kirana R, Prasada Rao AK, Murty BS, Bakshi SR. Effect of Sc addition and T6 aging treatment on the microstructure modification and mechanical properties of A356 alloy. Materials Science and Engineering A 2016; 674: 438-450.
• Lu SZ, Hellawell A. The mechanism of silicon modification in aluminum-silicon alloys: Impurity induced twinning. Metallurgical Transactions A 1987; 18: 1721-1733.
• Hanna MD, Lu SZ, Hellawell A. Modification in the aluminum silicon system. Metallurgical Transactions A 1984; 15: 459-469.
• Ferdian D, Lacaze J, Lizarralde I, Niklas A, Fernandez-Calvo AI. Study of the effect of cooling rate on eutectic modification in A356 aluminium alloys. Materials Science Forum 2013; 765: 130-134.
• Ramamurty Raju P, Rajesh S, Satyanarayana B, Ramji K. Statistical analysis of fatigue life data of A356.2 aluminum alloy. Structural Durability & Health Monitoring 2011; 7(1-2): 139-152.
• Fintova S, Konecna R, Nicoletto G. Statistical description of largest pore size in modified Al-Si alloys. Materials Engineering 2009; 16(3): 24-28.
• Alexopoulos ND, Tiryakioglu M, Vasilakos AN, Kourkoulis SK. The effect of Cu, Ag, Sm and Sr additions on the statistical distributions of Si particles and tensile properties in A357-T6 alloy castings. Materials Science and Engineering: A 2014; 604: 40-45.
• Green NR, Campbell J. Statistical distributions of fracture strengths of cast Al-7Si-Mg alloy. Materials Science and Engineering: A 1993; 173(1-2): 261-266.
• Samuel AM, Gauthier J, Samuel FH. Microstructural aspects of the dissolution and melting of Al2Cu phase in Al–Si alloys during solution heat treatment. Metallurgical and Materials Transactions A 1996; 27: 1785-1798.