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。


 一、應力腐蝕(shi)實驗的試樣


 應力腐蝕實驗(yan)的試樣(yang)(yang)(yang)一(yi)般可分為三類：光滑試樣(yang)(yang)(yang)、缺口(kou)試樣(yang)(yang)(yang)和預(yu)制(zhi)裂紋試樣(yang)(yang)(yang)。


  1. 光滑(hua)試樣


光滑試(shi)樣是(shi)在傳統力(li)學(xue)實驗(yan)中(zhong)(zhong)常(chang)用(yong)的試(shi)樣，也是(shi)應力(li)腐蝕實驗(yan)中(zhong)(zhong)用(yong)得最多的試(shi)樣類(lei)型。應力(li)腐蝕實驗(yan)中(zhong)(zhong)靜(jing)止加載的光滑試(shi)樣可(ke)以分為(wei)三(san)大類(lei)：彈性應變(bian)試(shi)樣、塑性應變(bian)試(shi)樣和殘余應力(li)試(shi)樣。彈性應變(bian)試(shi)樣包括彎(wan)梁試(shi)樣、C形環(huan)試(shi)樣、O形環(huan)試(shi)樣、拉伸試(shi)樣和音(yin)叉試(shi)樣。


  2. 缺(que)口試(shi)樣


  缺口試樣(yang)是模擬金屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)中(zhong)宏觀裂紋(wen)和(he)各種加(jia)工缺口效應以考(kao)察(cha)材(cai)(cai)料(liao)應力腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性的(de)專門試樣(yang)。使用(yong)缺口效應有以下(xia)優點：①. 縮(suo)短孕(yun)育期，加(jia)速(su)應力腐(fu)蝕(shi)進(jin)程；②. 使應力腐(fu)蝕(shi)限定于(yu)缺口區域(yu)；③. 改善測(ce)量數據的(de)重現(xian)性；④. 便于(yu)測(ce)量某些參數，如裂紋(wen)擴展速(su)率(lv)。


 3. 預制裂紋試樣


  預制裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)是預開機械缺口并經疲勞法(fa)處理產生裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)的試(shi)(shi)樣(yang)，通過(guo)應(ying)力腐(fu)蝕實驗和斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)力學(xue)分析，測試(shi)(shi)結(jie)果(guo)可用于(yu)工(gong)程(cheng)設計、安(an)全評定和壽命設計。這種基于(yu)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)力學(xue)的預制裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)，由于(yu)顯著地縮短了(le)孕(yun)育期而加速(su)應(ying)力腐(fu)蝕破壞，測試(shi)(shi)時間短，數據(ju)比較(jiao)集(ji)中，便于(yu)研(yan)究裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)擴展(zhan)動(dong)力學(xue)過(guo)程(cheng)。



二、應力腐蝕實驗的加(jia)載方式


 在應(ying)力腐蝕實驗(yan)中(zhong)，應(ying)根(gen)據實驗(yan)目的(de)選擇合適的(de)試樣(yang)類(lei)型和加(jia)(jia)載(zai)方式。加(jia)(jia)載(zai)方式通常可以分為恒(heng)載(zai)荷(he)、恒(heng)變形和慢應(ying)變速(su)率拉伸加(jia)(jia)載(zai)三種方式。


 1. 恒(heng)載(zai)荷加載(zai)方式


 利用(yong)(yong)砝(fa)碼、力(li)(li)矩、彈簧等對試(shi)(shi)樣(yang)(yang)施加(jia)一定(ding)(ding)(ding)的(de)載(zai)荷(he)進行(xing)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)實(shi)驗。這種加(jia)載(zai)應(ying)力(li)(li)的(de)方(fang)式往往用(yong)(yong)于(yu)模擬工(gong)(gong)程構件(jian)可能受到的(de)工(gong)(gong)作應(ying)力(li)(li)和(he)加(jia)工(gong)(gong)應(ying)力(li)(li)。可采用(yong)(yong)直(zhi)(zhi)接拉(la)伸加(jia)載(zai)，如(ru)在(zai)一端固定(ding)(ding)(ding)的(de)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)上(shang)直(zhi)(zhi)接懸掛砝(fa)碼；也可采用(yong)(yong)杠桿系統加(jia)載(zai)，這種方(fang)式始終具有恒(heng)定(ding)(ding)(ding)的(de)外(wai)加(jia)載(zai)荷(he)。恒(heng)載(zai)荷(he)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)實(shi)驗雖然外(wai)加(jia)載(zai)荷(he)是恒(heng)定(ding)(ding)(ding)的(de)，但試(shi)(shi)樣(yang)(yang)在(zai)暴露過程中由于(yu)腐蝕(shi)(shi)和(he)產生裂紋使其(qi)橫截面積不(bu)斷(duan)減(jian)小(xiao)，從(cong)而使斷(duan)裂面上(shang)的(de)有效應(ying)力(li)(li)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)。與恒(heng)變形(xing)實(shi)驗相比，必然導致試(shi)(shi)樣(yang)(yang)過早斷(duan)裂。恒(heng)載(zai)荷(he)實(shi)驗條(tiao)件(jian)更為嚴苛，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)壽命(ming)更短，應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)的(de)臨界應(ying)力(li)(li)更低。


 2. 恒變形加(jia)載方式(shi)


 通過直(zhi)接拉伸或(huo)彎(wan)曲使試樣變(bian)(bian)形(xing)而產生(sheng)拉應力(li)(li)，利用具有足(zu)夠剛性(xing)的(de)框(kuang)架(jia)維持(chi)這(zhe)種(zhong)變(bian)(bian)形(xing)或(huo)者直(zhi)接采用加力(li)(li)框(kuang)架(jia)，以保(bao)證(zheng)試樣變(bian)(bian)形(xing)恒定，此為恒變(bian)(bian)形(xing)加載(zai)(zai)(zai)方式。這(zhe)種(zhong)加載(zai)(zai)(zai)應力(li)(li)方式的(de)試樣類型(xing)及恒變(bian)(bian)形(xing)加載(zai)(zai)(zai)的(de)預制裂(lie)紋(wen)試樣等均屬于恒變(bian)(bian)形(xing)加載(zai)(zai)(zai)方式。恒變(bian)(bian)形(xing)應力(li)(li)腐蝕實驗過程中(zhong)(zhong)，當裂(lie)紋(wen)產生(sheng)后還會引起應力(li)(li)下降，這(zhe)是因為應力(li)(li)在裂(lie)尖高(gao)度集中(zhong)(zhong)，使裂(lie)紋(wen)張開(kai)，而且有一部分外加彈性(xing)應變(bian)(bian)轉變(bian)(bian)成(cheng)為塑性(xing)應變(bian)(bian)，應力(li)(li)下降使裂(lie)紋(wen)的(de)發展放慢(man)或(huo)終止，因此可能(neng)觀察(cha)不到試樣完全斷裂(lie)的(de)現(xian)(xian)象，只能(neng)借助微觀金(jin)相檢(jian)查(cha)分析裂(lie)紋(wen)的(de)生(sheng)成(cheng)。此外，為確定裂(lie)紋(wen)最初出(chu)現(xian)(xian)的(de)時間，經常需要中(zhong)(zhong)斷實驗，取出(chu)試樣觀察(cha)。


3. 慢應(ying)變速率加載方式


 慢(man)應(ying)(ying)變速(su)率實(shi)驗(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)是由(you)P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)人提出，并(bing)作為(wei)實(shi)驗(yan)室實(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)而建立起(qi)來的(de)，1977年(nian)(nian)統(tong)一(yi)(yi)命名為(wei)SSRT.作為(wei)實(shi)驗(yan)室實(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)，最初應(ying)(ying)用于快速(su)選材(cai)(cai)、判斷不同(tong)合金成分和不同(tong)結構等(deng)對(dui)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)敏感性(xing)或對(dui)各(ge)類電化學參數的(de)影響(xiang)等(deng)，近(jin)年(nian)(nian)來已用于理論(lun)研究，并(bing)逐漸(jian)成為(wei)研究應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)行為(wei)的(de)經典方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)，已被(bei)ISO和ASTM定為(wei)判斷應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂(lie)的(de)一(yi)(yi)種(zhong)標準(zhun)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)。SSRT方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)提供了在傳(chuan)統(tong)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)驗(yan)不能迅速(su)激發應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)環境里確(que)定延性(xing)材(cai)(cai)料應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感性(xing)的(de)快速(su)實(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)，由(you)于它具有可大(da)大(da)縮短應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)驗(yan)周期，并(bing)且可以采用光滑小試樣等(deng)一(yi)(yi)系列優點，因而被(bei)廣泛應(ying)(ying)用于各(ge)種(zhong)材(cai)(cai)料一(yi)(yi)介質(zhi)的(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)研究。


 一些(xie)研究者認(ren)為：在(zai)發(fa)生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)體系中，應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)作用是為了促進應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)速率(lv)(lv)(lv)，真正控制應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)紋發(fa)生(sheng)和(he)擴展的(de)(de)參數(shu)是應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)速率(lv)(lv)(lv)而不是應(ying)(ying)力(li)本身(shen)。事實上(shang)，在(zai)恒載荷和(he)恒應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)實驗中以及(ji)在(zai)實際發(fa)生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)設(she)備部件中，裂(lie)紋擴展的(de)(de)同時(shi)也(ye)或(huo)多或(huo)少地伴有緩慢的(de)(de)動態應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)，應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)速率(lv)(lv)(lv)取(qu)決于(yu)初始(shi)應(ying)(ying)力(li)值和(he)控制蠕變(bian)(bian)(bian)(bian)的(de)(de)各冶金參量。電子金相研究表明，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)是通過外加應(ying)(ying)力(li)所產生(sheng)的(de)(de)滑移臺(tai)階上(shang)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)產生(sheng)的(de)(de)，某一體系的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)只在(zai)某一應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)速率(lv)(lv)(lv)范圍內(nei)才(cai)顯示出來(lai)。


 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。