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Deformation twins as a probe for tribologically induced stress states

Dollmann, Antje 1; Kübel, Christian ORCID iD icon 2,3; Tavakkoli, Vahid 2,3; Eder, Stefan J.; Feuerbacher, Michael; Liening, Tim; Kauffmann, Alexander ORCID iD icon 4; Rau, Julia 5; Greiner, Christian ORCID iD icon 5
1 Institut für Angewandte Materialien – Computational Materials Science (IAM-CMS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMF), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffkunde (IAM-WK), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
5 Institut für Angewandte Materialien – Zuverlässigkeit und Mikrostruktur (IAM-ZM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Friction and wear of metals are critically influenced by the microstructures of the bodies constituting the tribological contact. Understanding the microstructural evolution taking place over the lifetime of a tribological system therefore is crucial for strategically designing tribological systems with tailored friction and wear properties. Here, we focus on the single-crystalline High-Entropy Alloy CoCrFeMnNi that is prone to form twins at room temperature. Deformation twins feature a pronounced orientation dependence with a tension-compression anisotropy, a distinct strain release in an extended volume and robust onset stresses. This makes deformation twinning an ideal probe to experimentally investigate the complex stress fields occurring in a tribological contact. Our results unambiguously show a grain orientation dependence of twinning under tribological load. It is clearly shown, that twinning cannot be attributed to a single crystal direction parallel to a sample coordinate axes. With deformation twins in the microstructure, stress field models can be validated to make them useable for all different tribological systems.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000167579
Veröffentlicht am 24.01.2024
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1038/s43246-023-00442-8
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Zitationen: 1
Dimensions
Zitationen: 1
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Nanotechnologie (INT)
Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMF)
Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffkunde (IAM-WK)
Institut für Angewandte Materialien – Zuverlässigkeit und Mikrostruktur (IAM-ZM)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2024
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2662-4443
KITopen-ID: 1000167579
HGF-Programm 43.34.02 (POF IV, LK 01) Hybrid and Functionalized Structures
Weitere HGF-Programme 43.35.03 (POF IV, LK 01) Structural and Functional Behavior of Solid State Systems
Erschienen in Communications Materials
Verlag Springer Nature
Band 5
Heft 1
Seiten Art.-Nr.: 4
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch den KIT-Publikationsfonds
Vorab online veröffentlicht am 05.01.2024
Schlagwörter Materials science, Mechanical engineering
Nachgewiesen in Dimensions
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