Inhomogenitäten bezeichnen räumliche Schwankungen von Struktur, Zusammensetzung oder Eigenschaften innerhalb eines Werkstoffs. Sie treten auf unterschiedlichen Längenskalen auf, von atomaren Konzentrationsfluktuationen über mikroskopische Phasenverteilungen bis hin zu makroskopischen Gradienten in Dicke oder Textur.

Wesentliche Klassen sind: chemische Inhomogenitäten (z.B. Segregationen, Konzentrationsgradienten von Legierungselementen), Phasenverteilungsinhomogenitäten (räumlich variierende Volumenanteile oder Morphologien von Phasen) sowie Mikrostrukturinhomogenitäten im Gefüge (z.B. Korngrößenverteilung, Textur-, Porositäts- oder Ausscheidungsgradienten).

Inhomogenitäten beeinflussen lokal Spannungs- und Dehnungsverteilungen und wirken häufig als Initiationsorte für plastische Deformation, Rissbildung und Versagen. Beispielsweise können harte, spröde Zweitphasen in duktiler Matrix zu Spannungsüberhöhungen führen, während chemische Inhomogenitäten Diffusionsprozesse, Korrosionsbeständigkeit und Phasenumwandlungen steuern.

Experimentell werden Inhomogenitäten mittels mikroskopischer (optisch, REM, TEM), spektroskopischer (EDS, WDS) und diffraktiver Methoden (XRD, EBSD, Neutronenbeugung) charakterisiert. Numerische Simulationen (z.B. Finite-Elemente- oder Phasenfeldmethoden) dienen der quantitativen Bewertung ihres Einflusses auf makroskopische Eigenschaften. Die gezielte Kontrolle von Inhomogenitäten über Prozessführung (Erstarrung, Wärmebehandlung, Umformung, Additive Fertigung) ist zentral, um Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit moderner Hochleistungswerkstoffe sicherzustellen.