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開裂性能。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. 應力腐(fu)蝕實驗(yan)的試樣


 應力腐(fu)蝕實驗的(de)試樣(yang)一般可分為三類：光滑試樣(yang)、缺口試樣(yang)和預制裂紋試樣(yang)。


 a. 光滑試(shi)樣(yang)


光滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)是(shi)在傳統力學實驗(yan)中常用的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)，也是(shi)應(ying)力腐蝕實驗(yan)中用得最多的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)類型。應(ying)力腐蝕實驗(yan)中靜(jing)止加載的(de)光滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)可以分為(wei)三大類：彈性應(ying)變(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、塑性應(ying)變(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)和(he)殘余(yu)應(ying)力試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)。彈性應(ying)變(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)包括(kuo)彎梁試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、C形(xing)環試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、O形(xing)環試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、拉伸試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)和(he)音叉試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)。


 b. 缺口(kou)試樣


  缺(que)口試(shi)樣是模擬(ni)金(jin)屬(shu)材料(liao)中宏觀裂紋(wen)和(he)各(ge)種(zhong)加工缺(que)口效(xiao)應(ying)以(yi)考察材料(liao)應(ying)力腐蝕(shi)敏感性的(de)專(zhuan)門試(shi)樣。使用缺(que)口效(xiao)應(ying)有以(yi)下優點(dian)：①. 縮短(duan)孕育期，加速應(ying)力腐蝕(shi)進程(cheng)；②. 使應(ying)力腐蝕(shi)限定于缺(que)口區(qu)域；③. 改(gai)善測量數據的(de)重現性；④便于測量某些參數，如(ru)裂紋(wen)擴展速率。


c. 預制裂紋試樣


  預(yu)(yu)制(zhi)裂紋(wen)試(shi)樣是(shi)預(yu)(yu)開機械缺口并經(jing)疲(pi)勞法處理產(chan)生裂紋(wen)的試(shi)樣，通過應力(li)腐(fu)蝕(shi)實驗和(he)斷裂力(li)學分析，測(ce)試(shi)結果可用于(yu)(yu)工程(cheng)設計、安全評定和(he)壽命設計。這(zhe)種基于(yu)(yu)斷裂力(li)學的預(yu)(yu)制(zhi)裂紋(wen)試(shi)樣，由于(yu)(yu)顯著地縮(suo)短了孕育(yu)期而(er)加速應力(li)腐(fu)蝕(shi)破壞，測(ce)試(shi)時間短，數據比(bi)較(jiao)集中，便于(yu)(yu)研究裂紋(wen)擴(kuo)展(zhan)動力(li)學過程(cheng)。



2. 應(ying)力腐蝕實驗的加載方式


 在應力(li)腐蝕實驗中，應根據實驗目的選擇(ze)合適的試樣類(lei)型和(he)(he)加(jia)載(zai)方(fang)式(shi)。加(jia)載(zai)方(fang)式(shi)通常(chang)可以分為恒(heng)載(zai)荷、恒(heng)變形和(he)(he)慢應變速(su)率拉伸加(jia)載(zai)三種方(fang)式(shi)。


 a. 恒載荷加載方式


 利用(yong)(yong)砝碼、力(li)(li)(li)(li)矩、彈(dan)簧等對試(shi)樣(yang)施加(jia)(jia)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)載荷進行應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)(shi)實(shi)驗。這(zhe)種加(jia)(jia)載應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)方式(shi)(shi)往(wang)往(wang)用(yong)(yong)于(yu)模擬(ni)工(gong)(gong)程構(gou)件可能受到的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)和(he)加(jia)(jia)工(gong)(gong)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)。可采用(yong)(yong)直接(jie)拉伸加(jia)(jia)載，如在一(yi)端固定(ding)的(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)上直接(jie)懸掛(gua)砝碼；也可采用(yong)(yong)杠桿系(xi)統加(jia)(jia)載，這(zhe)種方式(shi)(shi)始終具有(you)恒(heng)定(ding)的(de)(de)(de)外加(jia)(jia)載荷。恒(heng)載荷應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)(shi)實(shi)驗雖然(ran)外加(jia)(jia)載荷是恒(heng)定(ding)的(de)(de)(de)，但(dan)試(shi)樣(yang)在暴露(lu)過程中由于(yu)腐蝕(shi)(shi)和(he)產生裂(lie)紋使其(qi)橫截面(mian)(mian)積(ji)不斷(duan)減小，從而使斷(duan)裂(lie)面(mian)(mian)上的(de)(de)(de)有(you)效應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)不斷(duan)增加(jia)(jia)。與(yu)恒(heng)變形實(shi)驗相比，必然(ran)導致試(shi)樣(yang)過早斷(duan)裂(lie)。恒(heng)載荷實(shi)驗條件更(geng)為(wei)嚴苛，試(shi)樣(yang)壽命(ming)更(geng)短(duan)，應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)臨界應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)更(geng)低(di)。


 b. 恒變(bian)形加載(zai)方式


通過(guo)直接(jie)拉伸或彎曲使試(shi)(shi)樣(yang)(yang)變(bian)形(xing)而產(chan)生(sheng)拉應(ying)力(li)，利用具有(you)足夠(gou)剛性的(de)框架維持這(zhe)種(zhong)變(bian)形(xing)或者直接(jie)采用加(jia)力(li)框架，以保證試(shi)(shi)樣(yang)(yang)變(bian)形(xing)恒(heng)(heng)定，此為(wei)恒(heng)(heng)變(bian)形(xing)加(jia)載(zai)方(fang)式。這(zhe)種(zhong)加(jia)載(zai)應(ying)力(li)方(fang)式的(de)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)類型及恒(heng)(heng)變(bian)形(xing)加(jia)載(zai)的(de)預制裂紋試(shi)(shi)樣(yang)(yang)等均屬于恒(heng)(heng)變(bian)形(xing)加(jia)載(zai)方(fang)式。恒(heng)(heng)變(bian)形(xing)應(ying)力(li)腐蝕實(shi)(shi)驗過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，當裂紋產(chan)生(sheng)后還(huan)會(hui)引起(qi)應(ying)力(li)下降，這(zhe)是因(yin)為(wei)應(ying)力(li)在裂尖高度(du)集中(zhong)(zhong)，使裂紋張開，而且(qie)有(you)一部分(fen)外(wai)加(jia)彈性應(ying)變(bian)轉變(bian)成(cheng)為(wei)塑性應(ying)變(bian)，應(ying)力(li)下降使裂紋的(de)發展放(fang)慢或終止，因(yin)此可能觀察(cha)不(bu)到試(shi)(shi)樣(yang)(yang)完全斷裂的(de)現象，只能借助微觀金相檢查(cha)分(fen)析裂紋的(de)生(sheng)成(cheng)。此外(wai)，為(wei)確定裂紋最初出現的(de)時間，經常需要中(zhong)(zhong)斷實(shi)(shi)驗，取出試(shi)(shi)樣(yang)(yang)觀察(cha)。


 c. 慢應變速率加載方式


 慢應(ying)(ying)(ying)變速率實驗(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)法(fa)(fa)是(shi)由(you)P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)人提出，并作為實驗(yan)(yan)室實驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)(fa)而建立起來的，1977年統(tong)一(yi)(yi)(yi)命名為SSRT.作為實驗(yan)(yan)室實驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)(fa)，最初應(ying)(ying)(ying)用于快速選(xuan)材、判(pan)斷不(bu)同(tong)合金成(cheng)分和不(bu)同(tong)結(jie)構等(deng)對(dui)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕的敏感(gan)(gan)性或對(dui)各類電化(hua)學參數的影(ying)響等(deng)，近年來已用于理論研(yan)究(jiu)，并逐漸成(cheng)為研(yan)究(jiu)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕行(xing)為的經典方(fang)法(fa)(fa)，已被(bei)ISO和ASTM定為判(pan)斷應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕開(kai)裂的一(yi)(yi)(yi)種(zhong)標準方(fang)法(fa)(fa)。SSRT方(fang)法(fa)(fa)提供了在傳(chuan)統(tong)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕實驗(yan)(yan)不(bu)能迅速激發應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕的環境里(li)確定延(yan)性材料應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕敏感(gan)(gan)性的快速實驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)(fa)，由(you)于它具有(you)可(ke)大大縮短(duan)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕實驗(yan)(yan)周期(qi)，并且(qie)可(ke)以(yi)采用光滑小(xiao)試樣等(deng)一(yi)(yi)(yi)系列優點(dian)，因而被(bei)廣泛(fan)應(ying)(ying)(ying)用于各種(zhong)材料一(yi)(yi)(yi)介質的應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕研(yan)究(jiu)。


  一些研究(jiu)者認(ren)為：在發生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)體系(xi)(xi)中(zhong)，應(ying)(ying)力(li)的(de)作用是(shi)為了促(cu)進應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)速(su)率，真正控制應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕裂紋發生(sheng)和擴展的(de)參(can)數是(shi)應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)速(su)率而不是(shi)應(ying)(ying)力(li)本身(shen)。事實上，在恒載(zai)荷和恒應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)實驗中(zhong)以(yi)及在實際發生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)設備部件中(zhong)，裂紋擴展的(de)同時(shi)也或多或少地伴有緩慢的(de)動(dong)態應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)，應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)速(su)率取決于初始應(ying)(ying)力(li)值和控制蠕(ru)變(bian)(bian)(bian)的(de)各冶金參(can)量(liang)。電(dian)子金相研究(jiu)表明，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕是(shi)通過外加應(ying)(ying)力(li)所產生(sheng)的(de)滑(hua)移臺(tai)階上的(de)腐(fu)蝕產生(sheng)的(de)，某一體系(xi)(xi)的(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕只(zhi)在某一應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)速(su)率范(fan)圍內才(cai)顯示出來。


  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。