Fehlorientierung bezeichnet die relative kristallographische Orientierung zwischen zwei Punkten eines Kristalls oder zwischen zwei Körnern in einem polykristallinen Werkstoff. Mathematisch wird sie als minimale Drehung beschrieben, die eine Kristallorientierung in die andere überführt, wobei die kristallographische Symmetrie (Punktgruppe) des Werkstoffs berücksichtigt wird. Fehlorientierungen werden häufig durch Drehachse und Drehwinkel oder in Form von Euler-Winkeln bzw. Quaternionen angegeben.

In der experimentellen Charakterisierung, insbesondere mittels Elektronenrückstreubeugung (EBSD), werden Fehlorientierungen zwischen benachbarten Messpunkten oder Körnern bestimmt, um Mikrostruktur und Textur zu quantifizieren. Die Kernmittlere Fehlorientierung ist dabei ein Maß für die durchschnittliche lokale innere Verzerrung innerhalb eines Korns und wird aus allen Punkt‑zu‑Punkt‑Fehlorientierungen innerhalb einer definierten Nachbarschaft berechnet.

Die statistische Beschreibung erfolgt über die Misorientierungsverteilungsfunktion (Misorientation Distribution Function, MDF), die die Häufigkeit bestimmter Fehlorientierungen im Werkstoffraum angibt. Sie ergänzt die Orientierungsverteilungsfunktion (ODF) und erlaubt Rückschlüsse auf Rekristallisationsmechanismen, Korngrenzcharakter (z.B. Σ-Grenzen in kubisch-flächenzentrierten Metallen) und Deformationshistorie.

Fehlorientierungen sind zentral für das Verständnis von Korngrenzeigenschaften, Diffusion, Versetzungsakkumulation und mechanischem Verhalten, da sie die Energie und Mobilität von Korngrenzen sowie die Anisotropie des Gefüges direkt beeinflussen.