In duktilen Metallen wie Stahl ist die für den Rissfortschritt nötige Energie (kritische Energiefreisetzungsrate G_c) um Größenordnungen größer als der aus der Oberflächenenergie abgeschätzte Wert 2γs (einige J/m²). Was ist der Hauptgrund?

Lösung: A. An der Rissspitze tritt plastische Verformung auf, und als plastische Arbeit wird dabei viel Energie verbraucht

Orowan und Irwin erweiterten die Vorstellung von Griffith auf Metalle und schrieben die für den Rissfortschritt nötige Energie als G_c = 2γs + γp. Dabei ist γp die in der plastischen Zone an der Rissspitze verbrauchte plastische Arbeit; in duktilen Stählen übersteigt sie 10⁴ J/m² und ist damit weit größer als 2γs. Die Oberflächenenergie von Metallen beträgt etwa 1–3 J/m² und unterscheidet sich nicht um Größenordnungen von der von Keramiken. Auch Metalle enthalten Einschlüsse und Risse, und die Energiebilanz nach Griffith dient, ergänzt um die plastische Arbeit, weiterhin als Grundlage. In Werkstoffen, die sich kaum plastisch verformen, wie Glas, ist G_c ein kleiner Wert in derselben Größenordnung wie 2γs.