Werkstoffzusammensetzung

Werkstoffzusammensetzung bezeichnet die Art und der Anteil der Bestandteile, aus denen ein Werkstoff besteht. Sie umfasst Hauptbestandteile (die Matrix), hinzugefügte Legierungselemente, Zusatzstoffe sowie Verunreinigungen. Die Zusammensetzung bestimmt die Eigenschaften des Materials erheblich, da sie die Mikrostruktur und das Phasenverhalten beeinflusst.

Die Bestandteile werden meist als Gewichtsanteil (Gewichtsprozent, Anteil der Masse eines Elements an der Gesamtmasse) angegeben; Atom- oder Volumenanteile sind alternative Größen. In vielen Werkstoffen liegt die Zusammensetzung homogen vor, häufig aber in mehrphasigen Systemen, in denen unterschiedliche chemische Phasen auftreten. Die gezielte Elementzugabe erfolgt durch Legieren; Wärmebehandlung kann die Verteilung und Phasenbildung weiter beeinflussen.

Die Werkstoffzusammensetzung beeinflusst Eigenschaften wie Festigkeit, Härte, Duktilität, Wärme- und Korrosionsbeständigkeit sowie Verarbeitbarkeit. Die Phasenbildung, Korngröße, Verschleißverhalten und die Reaktion auf Temperaturbehandlung hängen stark davon ab. Zur Bestimmung werden analytische Verfahren wie Röntgenfluoreszenzspektrometrie (XRF), Induktively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES) oder Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) eingesetzt; auch chemische Analysen oder mikroskopische Untersuchungen der Mikrostruktur liefern wichtige Hinweise.

Typische Beispiele: Stahl mit Kohlenstoff und Legierungselementen wie Chrom, Nickel oder Vanadium; Aluminiumlegierungen mit Magnesium oder Silizium; Kupferlegierungen mit Zink oder Zinn. Normen wie ISO, DIN oder EN unterstützen die Bezeichnung und Spezifikation von Werkstoffzusammensetzungen, einschließlich zulässiger Toleranzen.