Verteidigung der Doktorarbeit von Dr.-Ing. Vasilii Fedorov

Am 21.12.2021 verteidigte Vasilii Fedorov, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, erfolgreich seine Dissertationsschrift mit dem Titel „Mikrostrukturorientierte Charakterisierung mechanischer Eigenschaften von AlSi10-gelöteten CrNi-Stahl/Aluminium-Mischverbunden“.

In der Arbeit beschäftigte sich Herr Dr.-Ing. Fedorov mit der Herstellung von CrNi-Stahl/Aluminium-Mischverbunden mit dem Ziel der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der Erhöhung der Lebensdauer der Lötverbindungen. Eine wesentliche Herausforderung bestand in der Herstellung der Mischverbunde mit einer geringen Dicke der Reaktionszone. Dies konnte durch Induktionslöten ohne Haltezeit und Kaltwalzplattieren des AlSi10 Lotwerkstoffs auf den CrNi-Stahl realisiert werden. Dadurch konnten Lötverbindungen mit einer dünnen Reaktionszone von ca. 2 µm hergestellt werden. Eine weitere Herausforderung lag in der mechanischen Charakterisierung der Mischverbunde. Durch die Reduzierung der Überlapplänge auf 5 mm gelang es die quasistatischen mechanischen Eigenschaften und das Ermüdungsverhalten der hergestellten Lötverbindungen zu untersuchen. Dabei wurde eine Verbindungsfestigkeit von 65 MPa erreicht, was eine Zunahme von 70% im Vergleich zu vorhandenen Literaturdaten zu gelöteten Stahl/Aluminium-Mischverbunden darstellt. Die Grenzlastspielzahl von 1 × 10⁷ wird von mit kaltwalzplattiertem Stahl erzeugten Lötverbindungen bei einer Spannungsamplitude von 9 MPa erreicht. Bei den Untersuchungen der Bruchflächen der geprüften Proben wurde festgestellt, dass die Reaktionszone keinen wesentlichen Einfluss auf die Zugscherfestigkeit sowie das Ermüdungsverhalten der Lötverbindungen hat.

Doktorvater der Dissertation war Prof. Guntram Wagner und Zweigutachter Prof. Dr.-Ing. habil. Matthias Türpe von MAHLE International GmbH.