Unregelmäßigkeiten in Werkstoffen bezeichnen Abweichungen von einer idealen, periodischen oder statistisch homogenen Struktur auf atomarer, mikro- oder makroskopischer Skala. Sie umfassen kristallographische Defekte (z.B. Leerstellen, Versetzungen, Stapelfehler), Gefügeinhomogenitäten (z.B. Korngrößenverteilung, Phasensegregation, Porosität) sowie geometrische oder chemische Abweichungen an Bauteiloberflächen und -volumina.

Auf atomarer Ebene führen Unregelmäßigkeiten im Gitter zu lokalen Spannungsfeldern und modifizieren Diffusions-, Versetzungs- und Phasenumwandlungsprozesse. Dies beeinflusst direkt mechanische Eigenschaften wie Fließspannung, Zähigkeit und Kriechverhalten, aber auch funktionale Eigenschaften wie elektrische Leitfähigkeit, magnetisches Verhalten oder Korrosionsbeständigkeit.

Mikrostrukturelle Unregelmäßigkeiten, etwa in der Verteilung von Zweitphasen, Einschlüssen oder Poren, sind oft kritisch für Initiation und Wachstum von Rissen. Sie bestimmen die Streuung in Ermüdungslebensdauer, Bruchzähigkeit und Verschleiß. In vielen Fällen ist nicht die absolute Menge an Defekten entscheidend, sondern ihre Morphologie, Größe, räumliche Korrelation und Lage relativ zu Spannungs- oder Feldmaxima.

Makroskopische Unregelmäßigkeiten ergeben sich aus Fertigungsprozessen (Gussfehler, Schweißnahtunregelmäßigkeiten, Additive-Manufacturing-Defekte) und müssen durch zerstörungsfreie Prüfverfahren charakterisiert und durch Prozessoptimierung minimiert werden. Gleichzeitig werden gezielt eingeführte Unregelmäßigkeiten (z.B. kontrollierte Ausscheidungen, Texturgradienten, Defektingenieurung in Halbleitern) genutzt, um Werkstoffeigenschaften maßzuschneidern.

Die präzise Erfassung, Modellierung und Kontrolle von Unregelmäßigkeiten ist daher zentral für mechanistische Werkstoffmodelle, Zuverlässigkeitsbewertung und lebensdauerorientierte Auslegung von Bauteilen.