Werkstoffe

Als Werkstoff definieren wir Arbeitsmittel wie Rohstoffe, Hilfsstoffe und Zulieferteile, die in Produktionsprozessen weiter verarbeitet werden und in die Endprodukte eingehen. (Vertiefende Informationen erhalten Sie am Fuße dieser Seite)

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Wikipedia Veröffentlichung zum Werkstoff (Stand Juni 2010) Autoren.

Werkstoffe sind Arbeitsmittel rein stofflicher Natur, die in Produktionsprozessen weiter verarbeitet werden und in die Endprodukte eingehen. In der Regel handelt es sich dabei um Rohstoffe, Hilfsstoffe und Zulieferteile.

Die Qualität und die Eigenschaften der Endprodukte oder Halbzeuge werden durch die Wahl mehr oder weniger geeigneter Werkstoffe entscheidend beeinflusst. Zur Sicherstellung der Güte (Qualität) werden Werkstoffe im Rahmen der Werkstoffprüfung geprüft.

Gliederung
Voraussetzung für die Herstellung von Gütern, Waren und Werken ist nach der betriebswirtschaftlichen Systematik die Verfügbarkeit von Betriebsmitteln und Werkstoffen. Die Werkstoffe können weiter untergliedert werden: Typische Gliederungen für die Werkstoffe sind:

Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe
Haupt-, Neben- und Hilfsstoffe
In der heutigen Werkstoffkunde unterscheidet man im Allgemeinen fünf Werkstoffgruppen:

Metalle (z. B. Eisen, Aluminium)
Nichtmetalle (z. B. Graphit)
organische Werkstoffe (z. B. Holz, Kunststoff)
anorganische nichtmetallische Werkstoffe (z. B. Keramik, Glas)
Halbleiter (z. B. Silicium)
Darüber hinaus stellen die Verbundwerkstoffe eine Kombination aus Werkstoffen mehrerer Werkstoffgruppen dar. Eine weitere Einteilungsmöglichkeit unterscheidet nach:

Konstruktions- bzw. Strukturwerkstoffe
Funktionswerkstoffe
Werkzeugwerkstoffe

Geschichte
Der Einsatz von Werkstoffen zieht sich bereits durch die gesamte Vorgeschichte der Menschheit. Das Material für einen Faustkeil (Stein) ist ein Werkstoff und ein Charakteristikum der Steinzeit.

Im 8. Jahrtausend v. Chr. begann die technische Nutzung von Metallen. Zunächst wurde mit gediegenen (elementar vorkommenden) Metallen wie Gold, Silber und Kupfer gearbeitet. Der Gebrauchswert dieser Werkstoffe war jedoch noch zu gering, was zur Entdeckung und Herstellung der ersten Legierung, nämlich der Bronze, führte. Die Herstellung von Bronze setzt bereits einen fortschrittlichen Bergbau zur Bereitstellung von Kupfer- und Zinnerzen voraus. Außerdem waren Verhüttungstechniken nötig. Die immer bessere Beherrschung dieser Technologien führte schließlich dazu, dass auch Eisen verhüttet werden konnte. Nach dem Dreiperiodensystem werden die jeweiligen Perioden nach den fortschrittlichsten eingesetzten Werkstoffen bezeichnet (siehe auch Hauptartikel Archäometallurgie).

Parallel dazu wuchs mit der Entstehung von Siedlungen und Städten der Bedarf nach Werkstoffen für das Bauwesen (Stein, Holz), Hieb- und Stichwaffen, Münzen (Metalle) und Haushaltsgegenständen (z. B. Keramikgefäße, Glaskunst).

Mechanische Eigenschaften
Härte
Dichte
Festigkeit, speziell Zugfestigkeit und Druckfestigkeit
Elastizität
Plastizität
Duktilität
Risszähigkeit

Optisch-akustische Eigenschaften
Lichtbrechung
Reflexion (Glanz)
Transparenz
Schallabsorption
Schallreflexion

Tribologische Eigenschaften
Reibzahl
Neigung zum Kaltschweißen
Verschleißwiderstand

Thermische Eigenschaften
Wärmeausdehnung
Wärmeleitung
Warmfestigkeit
Kaltzähigkeit

Elektrische Eigenschaften
Elektrizitätskonstante
Kriechstromfestigkeit

Chemische Werkstoffeigenschaften
Korrosionsbeständigkeit
Säurebeständigkeit
Laugenbeständigkeit
Laugenschicht
Brennbarkeit

Technologische Werkstoffeigenschaften
Gießbarkeit
Umformbarkeit
Zerspanbarkeit

Ökologische Werkstoffeigenschaften
Rohstoffverbrauch bei Herstellung, Transport, Verarbeitung und Gebrauch
Energieverbrauch bei Herstellung, Transport, Verarbeitung und Gebrauch
Giftigkeit
Recyclingfähigkeit
sowie die mögliche Zusammensetzung des Werkstoffes aus verschiedenen chemischen Stoffen

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