所有的應力腐蝕開裂實驗的最終目的都是測定合金在特定應用環境中的抗應力腐蝕(shi)開(kai)裂(lie)性能。應力腐蝕實驗是根據應力腐蝕的特征和實驗目的而設計的。鑒于材料、介質、應力狀態和實驗目的的多樣性，現已發展了多種應力腐蝕實驗方法。概括起來，按照實驗地點和環境性質可將實驗方法分為現場實驗、實驗室實驗和實驗室加速實驗；按照加載方式不同，可將其分為恒負荷實驗、恒變形實驗、斷裂力學實驗和慢應變速率拉伸實驗。不同的試樣類型、加載系統及環境系統的組合，構成了眾多的實驗方法。


1. 應力(li)腐蝕實驗的試樣


 應力(li)腐(fu)蝕實驗的試樣(yang)(yang)一般可分為(wei)三類：光(guang)滑試樣(yang)(yang)、缺口(kou)試樣(yang)(yang)和預制裂紋(wen)試樣(yang)(yang)。


 a. 光滑試(shi)樣


光滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)是在傳統(tong)力學實驗中(zhong)常(chang)用的試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)，也是應(ying)(ying)力腐蝕實驗中(zhong)用得最(zui)多的試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)類(lei)型(xing)。應(ying)(ying)力腐蝕實驗中(zhong)靜止(zhi)加載(zai)的光滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)可(ke)以分為三大類(lei)：彈(dan)性應(ying)(ying)變(bian)(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、塑性應(ying)(ying)變(bian)(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)和殘余應(ying)(ying)力試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)。彈(dan)性應(ying)(ying)變(bian)(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)包括彎梁(liang)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、C形環試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、O形環試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、拉伸試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)和音叉試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)。


 b. 缺口試樣


  缺(que)口試(shi)樣是模(mo)擬金(jin)屬(shu)材(cai)料中宏觀裂紋和(he)各種加工缺(que)口效(xiao)應以考察材(cai)料應力腐蝕敏感(gan)性的專門試(shi)樣。使(shi)用(yong)缺(que)口效(xiao)應有以下優點：①. 縮短(duan)孕育期(qi)，加速(su)(su)應力腐蝕進程(cheng)；②. 使(shi)應力腐蝕限定于(yu)缺(que)口區域；③. 改(gai)善(shan)測量數據的重(zhong)現性；④便于(yu)測量某些參數，如裂紋擴展(zhan)速(su)(su)率。


c. 預(yu)制裂紋(wen)試樣


  預制裂(lie)紋試樣(yang)是(shi)預開機械缺口并經疲勞法處理產生裂(lie)紋的(de)試樣(yang)，通過應(ying)力(li)腐蝕實驗和(he)斷裂(lie)力(li)學分(fen)析，測試結果可用于(yu)工程(cheng)設(she)計、安(an)全(quan)評定(ding)和(he)壽命設(she)計。這(zhe)種基于(yu)斷裂(lie)力(li)學的(de)預制裂(lie)紋試樣(yang)，由于(yu)顯著地縮(suo)短了孕(yun)育期而加速應(ying)力(li)腐蝕破壞，測試時間(jian)短，數據(ju)比較(jiao)集中(zhong)，便于(yu)研究裂(lie)紋擴展動力(li)學過程(cheng)。



2. 應力腐蝕實(shi)驗的(de)加載方式(shi)


 在應力腐蝕實驗中，應根據實驗目(mu)的(de)選擇合適的(de)試樣類型(xing)和(he)加(jia)(jia)載(zai)方式。加(jia)(jia)載(zai)方式通常可以(yi)分為恒載(zai)荷、恒變(bian)形和(he)慢應變(bian)速率拉(la)伸加(jia)(jia)載(zai)三種方式。


 a. 恒載荷加(jia)載方(fang)式


 利用砝碼、力(li)矩、彈(dan)簧等對試(shi)樣(yang)施加(jia)(jia)一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)載(zai)(zai)(zai)荷(he)進行應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)實驗(yan)(yan)(yan)。這種(zhong)加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)方式往(wang)往(wang)用于(yu)模(mo)擬工程構件可能受(shou)到的(de)(de)(de)工作應(ying)(ying)力(li)和加(jia)(jia)工應(ying)(ying)力(li)。可采用直接(jie)拉伸加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)，如在(zai)一(yi)端固定(ding)(ding)的(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)上(shang)直接(jie)懸掛砝碼；也(ye)可采用杠(gang)桿系統加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)，這種(zhong)方式始(shi)終具有恒(heng)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)外加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)荷(he)。恒(heng)載(zai)(zai)(zai)荷(he)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)實驗(yan)(yan)(yan)雖然外加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)荷(he)是恒(heng)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)，但試(shi)樣(yang)在(zai)暴(bao)露過程中(zhong)由于(yu)腐蝕(shi)和產生(sheng)裂(lie)(lie)紋使其橫截面(mian)積不(bu)斷減小，從而使斷裂(lie)(lie)面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)有效應(ying)(ying)力(li)不(bu)斷增加(jia)(jia)。與(yu)恒(heng)變形實驗(yan)(yan)(yan)相比，必然導(dao)致試(shi)樣(yang)過早斷裂(lie)(lie)。恒(heng)載(zai)(zai)(zai)荷(he)實驗(yan)(yan)(yan)條件更(geng)(geng)為(wei)嚴苛，試(shi)樣(yang)壽(shou)命(ming)更(geng)(geng)短，應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)臨界應(ying)(ying)力(li)更(geng)(geng)低(di)。


 b. 恒變形加載(zai)方式(shi)


通過(guo)直接拉伸或(huo)彎曲(qu)使(shi)試(shi)(shi)(shi)樣變(bian)形(xing)而產生(sheng)拉應力(li)，利(li)用具(ju)有足(zu)夠剛性(xing)的框架維持這種變(bian)形(xing)或(huo)者直接采用加(jia)力(li)框架，以保證試(shi)(shi)(shi)樣變(bian)形(xing)恒定(ding)，此為恒變(bian)形(xing)加(jia)載(zai)方式(shi)。這種加(jia)載(zai)應力(li)方式(shi)的試(shi)(shi)(shi)樣類(lei)型及恒變(bian)形(xing)加(jia)載(zai)的預制裂(lie)紋試(shi)(shi)(shi)樣等均屬于恒變(bian)形(xing)加(jia)載(zai)方式(shi)。恒變(bian)形(xing)應力(li)腐蝕實(shi)驗(yan)過(guo)程中，當裂(lie)紋產生(sheng)后還會引起應力(li)下降(jiang)，這是因(yin)為應力(li)在裂(lie)尖高(gao)度集中，使(shi)裂(lie)紋張開，而且(qie)有一(yi)部(bu)分(fen)外加(jia)彈性(xing)應變(bian)轉(zhuan)變(bian)成為塑性(xing)應變(bian)，應力(li)下降(jiang)使(shi)裂(lie)紋的發(fa)展放慢或(huo)終止，因(yin)此可能觀(guan)察不(bu)到試(shi)(shi)(shi)樣完(wan)全斷(duan)裂(lie)的現(xian)象(xiang)，只能借助微觀(guan)金相檢查分(fen)析(xi)裂(lie)紋的生(sheng)成。此外，為確定(ding)裂(lie)紋最初出現(xian)的時間，經常需要中斷(duan)實(shi)驗(yan)，取出試(shi)(shi)(shi)樣觀(guan)察。


 c. 慢應變速率加載方(fang)式(shi)


 慢(man)應(ying)(ying)(ying)變速(su)(su)(su)率實(shi)驗(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)法是由P.N.Parkins 和(he)(he) Honthorne等人提出，并(bing)(bing)作為實(shi)驗(yan)(yan)室實(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法而建(jian)立起(qi)來的(de)(de)，1977年統一命名(ming)為SSRT.作為實(shi)驗(yan)(yan)室實(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法，最(zui)初應(ying)(ying)(ying)用于(yu)快速(su)(su)(su)選材(cai)、判斷不(bu)同(tong)合金(jin)成分和(he)(he)不(bu)同(tong)結構等對應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)敏感(gan)性或對各(ge)類(lei)電化學(xue)參數的(de)(de)影響等，近年來已(yi)用于(yu)理(li)論研究，并(bing)(bing)逐漸成為研究應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)行為的(de)(de)經典方(fang)法，已(yi)被ISO和(he)(he)ASTM定為判斷應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)開裂(lie)的(de)(de)一種標準方(fang)法。SSRT方(fang)法提供了在傳統應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)驗(yan)(yan)不(bu)能迅速(su)(su)(su)激(ji)發(fa)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)環(huan)境里確定延性材(cai)料應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性的(de)(de)快速(su)(su)(su)實(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法，由于(yu)它具有可大大縮短應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)驗(yan)(yan)周期，并(bing)(bing)且可以(yi)采(cai)用光滑小試樣等一系(xi)列優點，因而被廣泛應(ying)(ying)(ying)用于(yu)各(ge)種材(cai)料一介質的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)研究。


  一(yi)(yi)些(xie)研究者認為(wei)(wei)：在(zai)(zai)發生(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的體系中(zhong)，應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力的作用(yong)是為(wei)(wei)了促進應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率(lv)，真(zhen)正控制應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)紋發生(sheng)和(he)擴(kuo)展的參數是應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率(lv)而不是應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力本身。事實上(shang)，在(zai)(zai)恒載荷和(he)恒應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變實驗中(zhong)以及在(zai)(zai)實際(ji)發生(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的設備部件中(zhong)，裂(lie)紋擴(kuo)展的同時也或(huo)多或(huo)少地伴有緩慢的動(dong)態應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變，應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率(lv)取決于(yu)初始應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力值和(he)控制蠕(ru)變的各冶(ye)金參量。電子金相研究表明，應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是通過外加應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力所(suo)產生(sheng)的滑移臺階上(shang)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產生(sheng)的，某一(yi)(yi)體系的應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)只在(zai)(zai)某一(yi)(yi)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率(lv)范圍內才顯示(shi)出來。


  慢應變速率實驗中，最重要的變量是應變速率的大小。一般發生應力腐蝕的應變速率為10-7~10-4s-1,在這一應變速率范圍內，將使裂紋尖端的變形、溶解、成膜和擴展處于產生應力腐蝕破裂的臨界平衡狀態。除了進行專門的研究，通常推薦使用標準的拉伸試樣（ASTME8),其標距長度、半徑等都做了具體的規定。由于SSRT方法本身就具有加速作用，因此對實驗介質一般要求不是特別苛刻，可以采用實際應用的介質。


 SSRT最常用的加載方式是采用單軸拉伸方法。這種加載方法是在拉伸機上將試樣的卡頭以一定唯一速度移動，使試樣發生慢應變，其應變速率在10-7~10-3s-1變化，直至把試樣拉斷。圖中即為一種單軸拉伸SSRT試驗機。對一臺SSRT所用的單軸向拉伸試驗機的要求是：①. 在試樣所承受的載荷下，設備有足夠的剛性，不致變形；②. 能提供可重現的恒應變速率，范圍為10-8~10-4S-1; ③. 備有能維持實驗條件的實驗容器及其他控制和記錄的儀器、儀表。慢應變速率實驗結果通常與在不發生應力腐蝕的惰性介質（如油或空氣）中的實驗結果進行比較，以兩者在相同溫度和應變速率下的實驗結果的相對值表征應力腐蝕的敏感性。主要有以下幾個評定指標。研究應力腐蝕行為、規律和機理時，還經常輔以金相觀察、斷口分析和掃描電鏡等多種現代研究分析手段。