Kriechen, das fortschreitet, indem sich die Körner durch Diffusion von Atomen strecken; die Kriechrate ist proportional zur Spannung. Man unterscheidet Nabarro-Herring-Kriechen durch Volumendiffusion und Coble-Kriechen durch Korngrenzendiffusion.
Japanische Bezeichnung: 拡散クリープ
„Diffusionskriechen“ kommt in 4 Übungsfragen aus 1 Thema vor, darunter Hochtemperaturwerkstoffe und Kriechen.
Fachgebiet: Hochtemperaturwerkstoffe und Kriechen
Lösung: A. ca. 2,5-fach
Bei gleicher Temperatur ändern sich A und exp(−Q/RT) nicht; das Verhältnis der Geschwindigkeiten ist daher das Spannungsverhältnis hoch n: (1,2)⁵ ≈ 2,49, also ca. das 2,5-Fache. Dass schon 20 % mehr Spannung die Geschwindigkeit mehr als verdoppelt, ist kennzeichnend für das Versetzungskriechen (Potenzgesetz-Kriechen), bei dem n mit etwa 3 bis 8 groß ist; kleine Fehler bei der Abschätzung der Auslegungsspannung wirken sich daher stark auf die Lebensdauer aus. Ca. 6,0-fach entsteht, wenn man das Spannungsverhältnis mit dem Exponenten n multipliziert, ca. 1,2-fach, wenn man annimmt, die Geschwindigkeit sei proportional zur Spannung (n = 1); das entspricht dem Diffusionskriechen, das bei niedrigen Spannungen wirkt. Trägt man die Geschwindigkeit doppeltlogarithmisch über der Spannung auf, ist die Steigung gleich n.
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.
1,2-fach, wenn man annimmt, die Geschwindigkeit sei proportional zur Spannung (n = 1); das entspricht dem Diffusionskriechen, das bei niedrigen Spannungen wirkt.
Die stationäre Kriechgeschwindigkeit einer warmfesten Legie…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).
Ein feinkörniges polykristallines Metall wurde bei etwa dem…Bei hohen Spannungen nahe der idealen Festigkeit dominiert das Versetzungsgleiten, bei mittleren Spannungen und hohen Temperaturen das Potenzgesetz-Kriechen mit Klettern von Versetzungen und bei niedrigen Spannungen und hohen Temperaturen das Diffusionskriechen.
Welche Aussage über die Verformungsmechanismuskarte nach As…Diffusionskriechen (vor allem das Coble-Kriechen, umgekehrt proportional zur dritten Potenz der Korngröße), Korngrenzengleiten sowie der Bruch durch Bildung und Vereinigung von Poren an Korngrenzen treten daher in feinkörnigem Werkstoff mit vielen Korngrenzen leichter auf.
Bei Raumtemperatur erhöht eine Kornfeinung die Festigkeit (…Potenzgesetz-Kriechen Versetzung Verformungsmechanismuskarte Hall-Petch-Beziehung Stängelkristalle Elastizitätsmodul (E-Modul) Larson-Miller-Parameter Nickelbasis-Superlegierung Parabolisches Zeitgesetz Pilling-Bedworth-Verhältnis