Werkstofffehler

Werkstofffehler bezeichnet Abweichungen der realen Struktur, Zusammensetzung oder Eigenschaften eines Werkstoffs von den festgelegten Anforderungen. Sie können die Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und Lebensdauer eines Bauteils beeinträchtigen und treten sowohl bei Metallen, Keramiken als auch Polymeren auf. Fehler entstehen während der Herstellung, durch Materialungänzen oder durch Betriebsbelastungen.

Zu den häufigsten Arten von Fehlern gehören Makrofehler, die sichtbar oder mit wenig Hilfsmitteln erkennbar sind, wie Risse, Poren, Lunker (Gussfehler) oder Oberflächendefekte wie Kerben. Mikrofehler dagegen betreffen die innere Struktur auf mikroskopischer Ebene, zum Beispiel Versetzungen, ungleichmäßige Körnung, Einschlüsse oder Phasentrennungen. In Verbundwerkstoffen können Delaminationen oder Trennungen zwischen Schichten auftreten. Auch zeitabhängige Defekte wie Ermüdungsrisse oder Korrosionsschäden gelten als Werkstofffehler.

Ursachen liegen oft in der Herstellungstechnik (Gießen, Schmieden, Walzen, Wärmebehandlung, Schweißen), in der Materialzusammensetzung oder Unreinheiten, sowie in Betriebsbedingungen wie hohen Belastungen, Temperaturen, Umweltangriffen oder zyklischen Lasten. Fehler können auch durch unsaubere Prozessführung, falsche Wärmebehandlung oder Massestreuungen entstehen.

Erkennung erfolgt häufig zerstörungsfrei oder zerstörend: Sichtprüfung, Durchstrahlungsprüfungen (Röntgen), Ultraschall, Magnetpulver- oder Wirbelstromprüfung, sowie mechanische Prüfungen. Bauteil- und Materialprüfungen nach Normen unterstützen die Risikobewertung.

Vermeidung basiert auf sorgfältiger Werkstoffauswahl, Prozesskontrolle, Qualitätssicherung und geeigneten Prüf- bzw. Freigabehäuten. Das Ziel ist, potenzielle Defekte frühzeitig zu erkennen und deren Auswirkungen auf Struktur und Lebensdauer zu minimieren.