Summa cum laude Abschluss im Sonderforschungsbereich 799

Der Sonderforschungsbereich 799 der TU Bergakademie Freiberg darf sich in seiner letzten Förderperiode über eine weitere Promotion mit Auszeichnung durch Herrn Dipl.-Ing. Lars Halbauer freuen.

 

Herr Dipl.-Ing. Lars Halbauer während der Online-Verteidigung seiner Dissertation Herr Dipl.-Ing. Lars Halbauer vom Institut für Werkstofftechnik verteidigte am 20. Mai 2020 erfolgreich seine Dissertation „Beitrag zum Elektronenstrahlfügen von TRIP-Matrix-Kompositen“. Trotz erschwerter Bedingungen durch die Corona-Regelungen für den Forschungs- und Lehrbetrieb führte Herr Halbauer seine Disputation souverän und auf höchstem Qualitätsniveau aus. Damit überzeugte Herr Halbauer die Zuschauer des TU-Livestreams sowie die persönlich anwesenden Gutachter der Arbeit, Prof. Dr.-Ing. habil. Horst Biermann und Prof. Dr.-Ing. habil. Rolf Zenker. Die Dissertation wurde mit der höchsten Auszeichnung, summa cum laude, bewertet. Der Sonderforschungsbereich 799 gratuliert seinem Doktoranden Herrn Dipl.-Ing. Lars Halbauer ganz herzlich zu dieser herausragenden Leistung.

Seit 2014 erforscht Herr Halbauer für den Sonderforschungsbereich 799 „TRIP-Matrix-Composite“ im Teilprojekt A7 das thermische Elektronenstrahlfügen von Stahl-Keramik-Verbundwerkstoffen. In seiner Dissertationsarbeit untersuchte Herr Halbauer erstmals umfassend die Schweißbarkeit von hochlegierten TRIP-Matrix Verbundwerkstoffen (TMC) mit und ohne MgO teilstabilisiertem ZrO2 (Mg-PSZ) als Partikelverstärkungsphase mit Hilfe des Elektronenstrahl-Fügeverfahrens. An arteigenen, partikelfreien Fügeverbindungen wurde durch eine breite Parametervariation die Schweißnahtgeometrie sowie die Auswirkungen des lokalen Temperaturgradienten auf die Mikrostrukturentwicklung untersucht. Die Schweißbarkeit der partikelfreien Stahlmatrix (3-9 Gew.-% Ni) ist sehr gut und wird durch die Neigung zum Humping beschränkt, die mit zunehmendem Nickelgehalt abnimmt. Unter quasistatischer und dynamischer Beanspruchung führt das Schweißen zu keiner signifikanten Beeinflussung der mechanischen Kennwerte. Lediglich bei zyklischer Beanspruchung kommt es zu einer Lebensdauerverringerung durch den Schweißprozess, die in der angegebenen Reihenfolge zunimmt: 16-7-3 --> 16-6-9 --> 16-7-6. Des Weiteren wurden zahlreiche Schweißungen an arteigenen, partikelverstärkten Fügeverbindungen durchgeführt, die trotz zahlreicher Optimierungen keine ausreichende Schweißbarkeit aufweisen. Grund dafür ist die Wechselwirkung zwischen Elektronenstrahl und Mg-PSZ-Partikeln, die zur explosionsartigen Verdampfung und der Bildung eines Hohlraums in der Schweißnahtmitte führen. Es wurden deshalb artfremde Schweißversuche durchgeführt, die in Abhängigkeit der Schweißgeschwindigkeit Rückschlüsse auf die zulässige Menge an Mg-PSZ in der Schweißzone zuließen. Durch EBSD und TEM-Untersuchungen konnten Grenzzustände für die Aufschmelzung des Verbundwerkstoffs identifiziert werden. Im letzten Teil der Arbeit wurde erstmals ein EB-Lötprozess mit Hilfe einer im Rahmen der Arbeit entwickelten und optimierten temperaturgesteuerten Leistungsregelung erfolgreich realisiert. Durch numerische Berechnungen konnten sowohl die laterale Energieverteilungsfunktion des Elektronenstrahls als auch die Spaltfüllung durch Wärmeausdehnung optimiert werden. Die entstandenen Lotverbindungen wurden mittels lichtmikroskopischer Aufnahmen und ESBD-Untersuchungen charakterisiert, zeigen eine hervorragende Anbindung durch ein chemisches Schmelzen des TMC-Grundwerkstoffs und besitzen Zugfestigkeiten von Rm kleiner gleich 390 MPa.