蠕变过程的形变构成中，一般认为第Ⅰ阶段和第Ⅲ阶段的变形以滑移为主，此时温度的影响是由于温度升高使扩散加速，发生回复而消除形变硬化，从而促使蠕变速度加大。而第Ⅱ阶段的变形，形变速度很小，其形变构成除滑移外，还有由于原子扩散而发生的流变。在高温低应力蠕变时，形变构成以后者为主。在高温低应力蠕变过程Nabarro及Herring认为其控制过程为应力导致的扩散（空位从受拉伸晶界向受压缩晶界流动，而原子或离子则反向流动），而Coble则认为是原子沿晶界的扩散。从蠕变速度和晶粒度的关系来看，Coble模型更符合实验结果。对0.5T熔附近高应力的蠕变，一般认为是由位错运动所控制的扩散过程。这些扩散过程导致晶界迁移及晶粒的逐步变形（拉长）。蠕变过程还伴随有晶界的滑动，晶界的形变在高温时很显著，甚至能占总蠕变变形量的一半，晶界的滑动是通过晶界的滑移和晶界的迁移来进行的，如图7-3所示，A—B、B—C，及A—C晶界发生晶界滑移、晶界迁移，三晶粒的交点由1移至2再移至3点。
图7-3 晶界滑移及晶界迁移示意图
注：虚线为迁移前晶界，实线为迁移后晶界。
为了研究工作及工程使用方便，作出材料蠕变的形变图，如图7-4所示。图中可以清楚地看到蠕变速度与温度和应力的关系以及相应的变形机构。
图7-4 纯Ni的形变图（G为剪切模量）
图7-4 纯Ni的形变图（G为剪切模量）（续）
从图7-4中可见材料的晶粒度对蠕变行为有很大影响，高温蠕变时，大晶粒材料由于晶界较少，而可以获得较好的抗蠕变性能。从图7-5可以看到恒温条件下晶粒度对蠕变行为的影响。
图7-5 50Fe-50Ni合金在1400K时应力-晶粒尺寸（σ-d）坐标系表示的形变图(www.xing528.com)
蠕变裂纹都是由晶界滑移而生核和扩展，晶界迁移则阻碍裂纹的形成与扩展。蠕变裂纹主要为楔形（W型）及洞型（R型）两类。低温、高应力及高蠕变速度时易形成楔形裂纹。
楔形裂纹通常在三角晶界处形核，然后沿晶界扩展。图7-6表示楔形裂纹的形核与发展。当发生晶界滑移时，若晶内的变形或晶界迁移与之不协调，在三角晶界处会发生应力集中，当应力超过晶界结合力，则形成一个楔形裂纹核，在外力的继续作用下，裂纹端点会由于应力集中而扩展。
图7-6 楔形裂纹生核示意图
洞型裂纹由于晶界滑移产生晶界突出或台阶而形核，图7-7示出在晶界突出处形成洞穴的情况。洞穴的长大机制一般认为是原子从空穴表面向晶界迁移，即晶界扩散。
裂纹核在外力继续作用下沿与外力垂直的晶界长大，相互连接而最终造成整体零部件材料的断裂（图7-8），蠕变断裂纹的走向如上所述，往往是沿晶界行进的。蠕变断口由于氧化，观察较困难。
图7-7 晶界突出处形成洞型裂纹核示意图
图7-8 蠕变时晶界断裂发展过程的模型示意图
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