Kryotechnik bezeichnet die Erzeugung, Handhabung und Anwendung sehr niedriger Temperaturen, typischerweise unter −150 °C, in der Regel mittels verflüssigter Gase wie Stickstoff oder Helium. In der Werkstoffwissenschaft dient sie zur gezielten Einstellung und Untersuchung temperaturabhängiger Struktur- und Eigenschaftsänderungen.

Zentral ist das Verständnis der thermodynamischen und kinetischen Prozesse bei Abkühlraten, die von quasistationär bis zu extremem Quenching reichen. Unter kryogenen Bedingungen ändern sich Diffusionskoeffizienten, Versetzungsbeweglichkeit, Phasengleichgewichte und elektronische Anregungen drastisch. Dies ermöglicht u. a. die Stabilisierung metastabiler Phasen sowie die Unterdrückung von Diffusions-gesteuerten Umwandlungen.

Wichtige kryogene Anwendungen in der Werkstofftechnik umfassen Kryo-Wärmebehandlungen (z. B. Umwandlung von Restaustenit in martensitischen Stählen, Reduktion innerer Spannungen), die Charakterisierung von Werkstoffeigenschaften bei Tieftemperatur (Kerbschlagzähigkeit, Bruchmechanik, Supraleitung, Ladungstransport) sowie Kryo-Experimente in der Mikroskopie. In der Kryo-TEM/-SEM werden Mikrostrukturen und Defekte nahezu frei von Strahlenschäden und Diffusionsrelaxation abgebildet.

Für die Auslegung von Materialien für kryogene Anwendungen (LNG-Infrastruktur, Raumfahrt, supraleitende Magnete) sind Phasendiagramme und mechanische Kennwerte bis in den Heliumtemperaturbereich erforderlich. Dabei müssen spröd-zäh-Übergänge, thermisch induzierte Spannungen und Versagensmechanismen unter extremen Temperaturgradienten präzise erfasst und modelliert werden.