Werkstoffklasse

Werkstoffklasse bezeichnet in der Materialwissenschaft eine grobe Einordnung von Werkstoffen nach gemeinsamen Grundmerkmalen wie Zusammensetzung, Aufbau und typischen Eigenschaften. Die Einordnung dient der systematischen Orientierung in Forschung, Entwicklung und Konstruktion und erleichtert den Materialvergleich sowie die Auswahl für konkrete Anwendungen.

Zu den wichtigsten Werkstoffklassen gehören Metalle, Keramiken, Polymere, Verbundwerkstoffe und Gläser. Metalle umfassen Stahl, Aluminium und andere Legierungen, die im Allgemeinen hohe Festigkeit, Duktilität und gute Verarbeitbarkeit bieten. Keramische Werkstoffe wie Oxide, Carbide oder Silikate zeichnen sich durch hohe Härte, Verschleißfestigkeit und oft gute Temperaturbeständigkeit aus, sind aber häufig spröde. Polymere umfassen Thermoplaste und duroplastische Kunststoffe, die leicht, formbar und kostenarm sind, jedoch eine geringere Temperaturbeständigkeit aufweisen können. Verbundwerkstoffe kombinieren Materialien unterschiedlicher Klassen, zum Beispiel faserverstärkte Kunststoffe, um hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und Steifigkeit zu erreichen. Gläser gehören ebenfalls zu den keramischen oder glasartigen Werkstoffen und verbinden Transparenz mit oft guter Härte.

Die Einordnung beruht auf Kriterien wie chemischer Zusammensetzung, Mikrostruktur, Verarbeitungsverhalten und den charakteristischen Eigenschaften (Festigkeit, Dichte, Härte, Wärmeleitfähigkeit, chemische Beständigkeit). In der Praxis wird die Zuordnung von Standards (DIN, ISO, ASTM) und Anwendungs-Konventionen beeinflusst, weshalb die Klassifikation kontextabhängig variieren kann. Die Werkstoffklasse dient daher primär der Materialauswahl und dem Vergleich in Design, Herstellung und Prüfung. Beispiele: Stahl gehört zur Klasse Metalle, Polyethylen zu Polymere, Aluminiumoxid zu keramischen Werkstoffen.