Der Begriff Zustand (state) bezeichnet in der Werkstoffkunde die Gesamtheit der strukturellen und thermodynamischen Merkmale eines Werkstoffs zu einem definierten Zeitpunkt. Er wird durch Phasenzusammensetzung, Gefügemorphologie (z.B. Korngröße, Ausscheidungen, Versetzungsdichte), chemische Verteilung der Legierungselemente sowie durch Spannungs- und Defektzustände charakterisiert.
Makroskopisch unterscheidet man häufig zwischen Lieferzuständen (z.B. weichgeglüht, kaltverfestigt, lösungsgeglüht, ausgehärtet) und betriebsbedingten Zuständen nach mechanischer, thermischer oder korrosiver Beanspruchung. Mikroskopisch werden Zustände durch Phasendiagramme, Zustandslinien und Gefügeaufnahmen beschrieben. Thermodynamisch relevante Größen sind u.a. Temperatur, Druck, chemische Potenziale und die innere Energie; sie definieren Gleichgewichts- und Nichtgleichgewichtszustände.
Ein Werkstoffzustand ist damit das Resultat der gesamten Prozesshistorie (Umformung, Wärmebehandlung, Alterung) und bestimmt unmittelbar die Gebrauchseigenschaften wie Festigkeit, Zähigkeit, Kriech- und Ermüdungsverhalten. Der Werkstoffzustandvergleich bezeichnet die systematische Gegenüberstellung verschiedener Zustände, etwa geglüht vs. ausgehärtet, um den Einfluss von Prozessparametern auf das Eigenschaftsprofil zu quantifizieren.
Experimentell werden Zustände durch kombinierte Gefüge- und Eigenschaftscharakterisierung (z.B. Licht- und Elektronenmikroskopie, Röntgendiffraktometrie, DSC, mechanische Prüfungen) erfasst. In der Modellierung werden Zustände als Punkte oder Bereiche im Zustandsraum repräsentiert, etwa in Form thermodynamischer Zustandsfunktionen oder interner Variablen in Kontinuumsmodellen der Plastizität und Schädigung.
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