Ein feinkörniges polykristallines Metall wurde bei etwa dem 0,5-Fachen seiner Schmelztemperatur (als absolute Temperatur) unter niedriger Spannung im Kriechversuch geprüft. Die stationäre Kriechgeschwindigkeit war nahezu proportional zur Spannung (Spannungsexponent n ≈ 1) und nahezu umgekehrt proportional zur dritten Potenz der Korngröße. Welcher Kriechmechanismus wirkt hier am wahrscheinlichsten?

Lösung: B. Coble-Kriechen durch Diffusion von Atomen entlang der Korngrenzen

Beim Diffusionskriechen diffundieren Atome von Korngrenzen unter Zug zu Korngrenzen unter Druck, die Körner längen sich, und die Geschwindigkeit ist proportional zur Spannung (n = 1). Verläuft der Diffusionsweg entlang der Korngrenzen, spricht man von Coble-Kriechen; die Geschwindigkeit ist dann umgekehrt proportional zur dritten Potenz der Korngröße. Bei Volumendiffusion durch das Korninnere spricht man von Nabarro-Herring-Kriechen, dessen Geschwindigkeit umgekehrt proportional zum Quadrat der Korngröße ist. Da die Korngrenzendiffusion eine kleinere Aktivierungsenergie als die Volumendiffusion hat, überwiegt bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen und feinem Korn das Coble-Kriechen, während bei hohen Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt der Beitrag des Nabarro-Herring-Kriechens zunimmt. Das Potenzgesetz-Kriechen durch Versetzungen hat ein großes n von 3 bis 8 und hängt kaum von der Korngröße ab.