Bälge (bellows) sind dünnwandige, meist rotationssymmetrische oder prismatische Strukturen mit periodischer Faltengeometrie, die zur elastischen Aufnahme von Längenänderungen, Winkelfehlausrichtungen und, je nach Bauart, geringen Querbewegungen dienen. Werkstoffwissenschaftlich sind sie kritische Funktionsbauteile, da sie gleichzeitig hohe Formänderungsfähigkeit, Dichtigkeit und Ermüdungsfestigkeit vereinen müssen.

Es werden im Wesentlichen Metallbälge und Polymer-/Elastomerbälge unterschieden. Metallfaltenbälge werden typischerweise aus korrosionsbeständigen, kaltumformbaren Legierungen (z. B. austenitische Stähle, Nickelbasislegierungen) durch Tiefziehen, Hydroumformen oder Schweißfalten gefertigt. Wichtige Kenngrößen sind Federkonstante, zulässige Druckdifferenz, Stabilität gegen Beulen sowie die zyklische Lebensdauer bei thermomechanischer Beanspruchung.

Elastische Bälge aus Kautschuk, Thermoplasten oder Faserverbundwerkstoffen werden häufig als Schutz- und Dichtelemente verwendet. Hier stehen Medien- und Temperaturbeständigkeit, Relaxations- und Kriechverhalten sowie Diffusionsraten im Vordergrund. Für beide Klassen sind die lokale Spannungsüberhöhung in den Falten, Oberflächenzustand, Schweiß- bzw. Bindenahtqualität und anisotrope Werkstoffeigenschaften entscheidend für das Versagensverhalten (Rissinitiierung, Low-Cycle-Fatigue, Korrosionsermüdung).

Aus werkstofftechnischer Sicht sind numerische Methoden (FEM), bruchmechanische Analysen und mikrostrukturell fundierte Lebensdauermodelle zentrale Werkzeuge zur Auslegung. Fortschritte bei dünnwandigen Hochleistungslegierungen, additiver Fertigung und Barriereschichten eröffnen neue Anwendungsfelder, insbesondere in Hochtemperatur-, Vakuum- und kryogenen Systemen.