In den Ingenieurwissenschaften bezeichnet der Begriff Engine (Motor/Triebwerk) ein Aggregat, das chemisch gebundene oder potenzielle Energie in mechanische Arbeit umwandelt. Werkstoffwissenschaftlich stehen dabei extreme thermische, mechanische und chemische Beanspruchungen im Vordergrund, die die Auswahl und Entwicklung geeigneter Werkstoffe und Fertigungsverfahren bestimmen.

Kolbenmotoren, etwa Dieselmotoren und Großgasmotoren, arbeiten typischerweise im Viertaktprozess. Die Werkstoffe der Kolben, Zylinderlaufbahnen und Pleuel müssen zyklischer Hochtemperaturermüdung, Verschleiß, Korrosion durch Verbrennungsprodukte sowie gelegentlich Wasserstoffversprödung widerstehen. Gusseisen mit Lamellen- oder Kugelgraphit, vergütete Stähle sowie Aluminium- und zunehmend Titan- und Stahllegierungen mit spezifisch angepassten Mikrostrukturen kommen hier zum Einsatz.

Flugzeugtriebwerke, wasserstoffbetriebene Jettriebwerke und Hochleistungs-Raketenantriebe gehören zur Klasse der Turbomaschinen. Hier bestimmen Spitzentemperaturen weit oberhalb der Schmelztemperatur konventioneller Metalle, hohe Rotationsgeschwindigkeiten und aggressive Medien (z.B. Wasserdampf, Verbrennungsgase, kryogener Wasserstoff) das Werkstoffdesign. Nickelbasis-Superlegierungen mit einkristalliner Struktur, gerichteter Erstarrung und komplexen Ausscheidungshärtungszuständen sowie keramische Matrixverbunde (CMC) sind Schlüsselwerkstoffe in heißen Turbinenstufen. Diffusions- und thermische Barrierebeschichtungen schützen vor Oxidation und thermischer Ermüdung.

Für alle Engine-Typen sind zudem Themen wie Kriechbeständigkeit, thermomechanische Ermüdung, Heißkorrosion, Ermüdungsrisswachstum und tribologische Paarungen zentral. Fortschritte in der Mikrostruktur- und Grenzflächenkontrolle, additiven Fertigung und in-situ-Sensorik ermöglichen eine weitere Steigerung von Effizienz, Leistungsdichte und Lebensdauer zukünftiger Antriebsaggregate.