Werkstoffkunde

Die Werkstoffkunde ist eine Ingenieurwissenschaft. Sie befasst sich mit Werkstoffen, die Voraussetzungen zum Bau von Maschinen, Anlagen und Apparaten sind. Die vorwiegend empirisch gewonnenen Erkenntnisse der Werkstoffkunde ermöglichen die Entwicklungen von Werkstoffen entsprechend den von der Industrie geforderten chemischen und physikalischen Eigenschaften, zum Beispiel Zugfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Härte oder Duktilität bzw. Sprödigkeit von Stählen, anderen Metallen, ihren Legierungen, Keramiken und Polymeren sowie Verbundwerkstoffen.

Ein wesentlicher Teilbereich der Werkstoffkunde ist die Werkstoffprüfung. Für die praktische Durchführung von Werkstoffprüfungen werden Werkstoffprüfer ausgebildet. Analog dazu existiert der Beruf des Baustoffprüfers in der Baustoffkunde. Es handelt sich dabei jeweils um staatlich anerkannte Ausbildungsberufe mit einer regulären Ausbildungsdauer von 3 1/2 Jahren.

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Geschichtliche Entwicklung

Der Übergang von natürlichen Werkstoffen wie Knochen, Stein, Ton, Holz, Rinde, Elfenbein, Hanf oder Leder zu gezielt gewonnenen Werkstoffen erfolgte zum Ende der Jungsteinzeit mit dem Beginn der Kupferzeit um 4300 v. Chr., in der Kupfer, Gold und Silber, später auch Blei und Zinn gewonnen und bearbeitet wurden. Im Anschluss daran erfolgte der Übergang in die Bronzezeit ca. 2000 v. Chr., die von der Eisenzeit abgelöst wurde. Werkstofftechnisch gesehen wurde diese erst 1886 mit dem Hall-Héroult Prozess beendet, der die großtechnische Herstellung von Aluminium möglich machte. Um 1930 wurden die ersten Polymerwerkstoffe (Kunststoffe) in Massenfertigung produziert.

Teilgebiete

• Metallurgie
• Wärmebehandlungstechnik
• Kunststofftechnik
• Keramik
• Baustofftechnik
• Holztechnik
• Verbundwerkstoffe

Begriffe

Die Werkstoffkunde umfasst die Gebiete Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik sowie Fragen zur Werkstoffanwendung, Werkstoffauswahl, der Normung und Bezeichnung.

Der Werkstoffaufbau kann in atomistische Struktur, Mikrostruktur und Grobstruktur unterschieden werden. Er hat eine innere Struktur und eine Oberflächenstruktur.

Zur Analyse des Werkstoffs können verschiedene Messverfahren eingesetzt werden.

Siehe auch: Festigkeit, Zerreißlänge, Ellipsometrie, FMF

Literatur

• E. Hornbogen: Werkstoffe, Springer Verlag, Berlin.
• W. Bergmann: Werkstofftechnik, Carl Hanser Verlag, München Wien.
• O. Jacobs, Werkstoffkunde, Vogel Buchverlag, Würzburg, 2005
• Markus J. Buehler, Huajan Gao: Computersimulationen in der Materialforschung. Naturwissenschaftliche Rundschau 57(11), S. 593 - 601 (2004), ISSN 0028-1050
• James F. Shackelford: Werkstofftechnologie für Ingenieure, Grundlagen - Prozesse - Anwendungen, Pearson Studium, ISBN 3-82737159-7

WikiLinks

Weblinks

• Fachgruppe Metallurgie und Werkstofftechnik Aachen
• Institut für Materialforschung (IMF), Forschungszentrum Karlsruhe
• Zusammenfassungen zu einigen Experimenten der Werkstoffkunde
• Freiburger Materialforschungszentrum (FMF)
• Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
• Institut für Werkstoffkunde (IW), Leibniz Universität Hannover
• Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf
• Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart
• Stiftung Institut für Werkstofftechnik (IWT), Bremen
• Institut für Werkstoffe, Ruhr-Universität Bochum