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Deformation twins as a probe for tribologically induced stress states

Dollmann, Antje ORCID iD icon 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.

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 Scopus
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Dimensions
Relationen in KITopen
Globale Ziele für nachhaltige Entwicklung Ziel 11 – Nachhaltige Städte und Gemeinden

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
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Zitationen: 1
Seitenaufrufe: 120
seit 24.01.2024
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Cover der Publikation
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