Biaxialität (oft mit bia oder bium abgekürzt) bezeichnet in der Werkstofftechnik den Zustand, in dem ein Werkstoff gleichzeitig in zwei Hauptrichtungen beansprucht wird. Typische Beispiele sind dünne Folien, Bleche oder Membranen, die unter Zug oder Druck in der Ebene belastet werden, etwa in Druckbehältern, aufblasbaren Strukturen oder dünnwandigen Komponenten.

Werkstoffverhalten unter biaxialer Beanspruchung unterscheidet sich wesentlich von einaxialem Verhalten. Die Spannungs- und Dehnungszustände sind durch Tensorgrößen zu beschreiben; Kennwerte wie Fließgrenze, Bruchdehnung oder Rissausbreitung hängen stark vom Verhältnis der beiden Hauptspannungen ab. Insbesondere für duktilen metallischen Werkstoffe muss das Fließkriterium (z.B. von Mises, Tresca) auf den mehrachsigen Spannungszustand angewandt werden, um plastische Deformation und Versagen korrekt zu prognostizieren.

Zur Charakterisierung werden spezialisierte biaxiale Prüfverfahren eingesetzt (z.B. Kreuzzugproben, hydraulische Bulge-Tests). Diese erlauben die Ermittlung anisotroper Werkstoffparameter, wichtiger insbesondere bei gewalzten Blechen oder faserverstärkten Verbundwerkstoffen. In Simulationen (FEM) sind biaxiale Materialmodelle mit geeigneten Verfestigungs- und Versagenskriterien erforderlich, um realistische Vorhersagen für Umformprozesse, Ermüdung und Bruchmechanik unter komplexen Lastpfaden zu erhalten.