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자료유형
학술저널
저자정보
Minsoo Jin (Korea Institute of Materials Science) Byungju Lee (Korea Institute of Materials Science) Jisung Yoo (Korea Institute of Materials Science) Yonghee Jo (Korea Institute of Materials Science) Seunggun Lee (Korea Institute of Materials Science)
저널정보
대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.30 No.6
발행연도
2024.6
수록면
1,492 - 1,504 (13page)
DOI
10.1007/s12540-023-01594-5

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Aluminium alloy 6061-T6 (AA6061-T6) shows a promising potential for cryogenic structural applications. This alloy exhibitsremarkable monotonic tensile properties at low temperatures. However, there is a limited number of studies on the cryogenicdeformation behaviour. In this study, both monotonic and cyclic loading were conducted, and various microstructure characterisationtechniques were performed to understand influence of cryogenic temperatures on microstructure evolution anddeformation behaviour of this alloy. At cryogenic temperatures, the aluminium alloy exhibited superior mechanical propertiesover those at room temperature. Yield stress, UTS and elongation at failure increased by 18%, 33%, and 53% at 77 Kcompared to those at room temperature. Such increase in mechanical properties was attributed by the stronger resistance todislocation movement due to the reduced thermal assistance. Work hardening rate also increased as dynamic recovery wassuppressed at lower temperatures. As a result, a high density of dislocations was evenly distributed within grain interior andled to a homogeneous deformation. The test temperature appeared to have a significant influence on fatigue performance;maximum stress response increased by 23% at 108 K with respect to those at room temperature. During cyclic loading, a highnumber of dislocations was generated to accommodate prescribed strain because of the resistance to dislocation movementincluding the pinning of dislocations by β’’ precipitates which are known to be sheared at room temperature. Thus, the alloyexhibited an enhanced cyclic hardening behaviour without a noticeable cyclic softening phase. Fatigue life improved by143% at 108 K with respect to that at room temperature as the homogeneous deformation prohibited localised slip activityand delayed formation of slip bands which act as crack initiation sites. Moreover, the initiation and propagation of secondarycracks at 108 K retarded the propagation of main crack to improve fatigue life.

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