Mechanische Prozesse bezeichnen alle Vorgänge, bei denen Werkstoffe durch mechanische Beanspruchungen wie Druck, Zug, Biegung, Scherung oder Reibung gezielt umgeformt, getrennt oder oberflächenmodifiziert werden. Sie sind grundlegend für die Bauteilfertigung und beeinflussen Mikrostruktur, Eigenspannungszustand und letztlich die Gebrauchseigenschaften.

Zentrale Gruppen mechanischer Prozesse sind: (1) Umformprozesse (z.B. Walzen, Schmieden, Tiefziehen), bei denen Volumen im Wesentlichen erhalten bleibt, aber Kornstruktur, Textur und Versetzungsdichte stark verändert werden; (2) Trenn- und Zerspanprozesse (z.B. Drehen, Fräsen, Schleifen), bei denen Materialabtrag über Scherung und Bruch erfolgt; (3) mechanische Oberflächenprozesse (z.B. Kugelstrahlen, Polieren), die Rauheit, Randzonengefüge und Eigenspannungen einstellen.

Wesentliche Kenngrößen sind lokale Spannungen und Dehnungen, Dehnraten, Temperaturentwicklung und Reibbedingungen. Die Werkstoffantwort reicht von elastischer über plastische Deformation bis hin zu Schädigung und Bruch. Zur Beschreibung werden Kontinuumsmechanik, Plastizitätstheorie, Reib- und Verschleißmodelle sowie zunehmend gekoppelte thermo-mechanische Simulationen eingesetzt.

Für die Prozessauslegung sind neben den Werkstoffeigenschaften (z.B. Fließkurven, Zähigkeit, Härte) auch Werkzeugwerkstoffe, Schmierung und Prozesskinematik entscheidend. Mechanische Prozesse erlauben eine gezielte Eigenschaftsgradienten- und Textureinstellung, können aber auch unerwünschte Defekte (Mikrorisse, Aufhärtung, Randentkohlung in Folge thermischer Effekte) induzieren. Prozessfenster werden daher experimentell und numerisch optimiert, um Formgenauigkeit, Oberflächenintegrität und Lebensdauer zu maximieren.