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、應力腐蝕實驗(yan)的試樣


 應力腐蝕實驗(yan)的試樣一般可分(fen)為三類：光滑(hua)試樣、缺(que)口試樣和(he)預制裂紋(wen)試樣。


  1. 光滑試樣


光(guang)(guang)滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)是在傳統(tong)力(li)(li)學實驗中常用的試(shi)(shi)(shi)樣(yang)，也(ye)是應(ying)力(li)(li)腐蝕實驗中用得最多的試(shi)(shi)(shi)樣(yang)類(lei)型。應(ying)力(li)(li)腐蝕實驗中靜止(zhi)加(jia)載(zai)的光(guang)(guang)滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)可以分為三(san)大類(lei)：彈(dan)性應(ying)變(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)、塑性應(ying)變(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)和殘余應(ying)力(li)(li)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)。彈(dan)性應(ying)變(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)包括彎梁試(shi)(shi)(shi)樣(yang)、C形(xing)環(huan)(huan)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)、O形(xing)環(huan)(huan)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)、拉(la)伸試(shi)(shi)(shi)樣(yang)和音叉試(shi)(shi)(shi)樣(yang)。


  2. 缺口(kou)試樣(yang)


  缺口(kou)(kou)試(shi)樣(yang)是模擬金屬(shu)材料中宏(hong)觀裂紋(wen)和(he)各(ge)種加工缺口(kou)(kou)效應以考察材料應力(li)(li)腐蝕敏(min)感性的專門試(shi)樣(yang)。使(shi)用缺口(kou)(kou)效應有以下(xia)優(you)點：①. 縮短孕育期，加速應力(li)(li)腐蝕進程；②. 使(shi)應力(li)(li)腐蝕限定于(yu)缺口(kou)(kou)區域；③. 改(gai)善測量數據的重現(xian)性；④. 便(bian)于(yu)測量某些(xie)參數，如裂紋(wen)擴展速率。


 3. 預制裂紋試樣


  預制裂紋(wen)試樣(yang)是預開機(ji)械(xie)缺口并經疲勞法處理(li)產生裂紋(wen)的試樣(yang)，通過應力(li)腐蝕(shi)實(shi)驗和斷(duan)裂力(li)學分析，測試結果可(ke)用于(yu)工程(cheng)設(she)計、安(an)全評定和壽命設(she)計。這(zhe)種(zhong)基于(yu)斷(duan)裂力(li)學的預制裂紋(wen)試樣(yang)，由于(yu)顯著地縮短了孕育期而加速應力(li)腐蝕(shi)破壞，測試時間短，數據比(bi)較集中，便于(yu)研究裂紋(wen)擴展動力(li)學過程(cheng)。



二、應力腐蝕實驗的加(jia)載(zai)方式


 在應(ying)力腐蝕實(shi)驗中，應(ying)根(gen)據實(shi)驗目的(de)選擇合適的(de)試樣類型和加載方式。加載方式通(tong)常可以分為恒載荷、恒變形和慢應(ying)變速率拉伸加載三種(zhong)方式。


 1. 恒載荷加載方式(shi)


 利用(yong)砝碼、力(li)矩、彈簧等對(dui)試(shi)(shi)樣(yang)施(shi)加(jia)一定(ding)的載(zai)(zai)荷進行應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實驗(yan)。這種(zhong)加(jia)載(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)的方式往(wang)往(wang)用(yong)于模擬(ni)工程構(gou)件可(ke)能(neng)受到的工作應(ying)(ying)力(li)和(he)加(jia)工應(ying)(ying)力(li)。可(ke)采用(yong)直接拉伸加(jia)載(zai)(zai)，如(ru)在(zai)一端固定(ding)的試(shi)(shi)樣(yang)上(shang)直接懸掛砝碼；也可(ke)采用(yong)杠桿系統加(jia)載(zai)(zai)，這種(zhong)方式始(shi)終具有(you)恒定(ding)的外加(jia)載(zai)(zai)荷。恒載(zai)(zai)荷應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實驗(yan)雖然外加(jia)載(zai)(zai)荷是(shi)恒定(ding)的，但試(shi)(shi)樣(yang)在(zai)暴露(lu)過程中由(you)于腐(fu)蝕(shi)和(he)產生裂紋使(shi)其橫截(jie)面(mian)積不斷減小，從而使(shi)斷裂面(mian)上(shang)的有(you)效(xiao)應(ying)(ying)力(li)不斷增加(jia)。與恒變形實驗(yan)相(xiang)比(bi)，必然導致試(shi)(shi)樣(yang)過早(zao)斷裂。恒載(zai)(zai)荷實驗(yan)條(tiao)件更(geng)為(wei)嚴苛，試(shi)(shi)樣(yang)壽命更(geng)短(duan)，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的臨界應(ying)(ying)力(li)更(geng)低(di)。


 2. 恒變形加(jia)載方式(shi)


 通過直(zhi)(zhi)接拉伸或(huo)彎曲(qu)使試(shi)樣(yang)(yang)變(bian)形(xing)(xing)而產(chan)生(sheng)拉應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)，利用(yong)具有足夠剛性的(de)(de)框架維持這(zhe)種變(bian)形(xing)(xing)或(huo)者(zhe)直(zhi)(zhi)接采用(yong)加(jia)力(li)(li)(li)(li)框架，以保證試(shi)樣(yang)(yang)變(bian)形(xing)(xing)恒定(ding)，此為(wei)恒變(bian)形(xing)(xing)加(jia)載(zai)(zai)方(fang)式(shi)。這(zhe)種加(jia)載(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)方(fang)式(shi)的(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)類型(xing)及恒變(bian)形(xing)(xing)加(jia)載(zai)(zai)的(de)(de)預制(zhi)裂(lie)紋試(shi)樣(yang)(yang)等均屬(shu)于(yu)恒變(bian)形(xing)(xing)加(jia)載(zai)(zai)方(fang)式(shi)。恒變(bian)形(xing)(xing)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐蝕實驗過程中，當裂(lie)紋產(chan)生(sheng)后還會(hui)引起(qi)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)下降，這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)在裂(lie)尖高度(du)集(ji)中，使裂(lie)紋張開，而且有一部(bu)分外加(jia)彈(dan)性應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)轉(zhuan)變(bian)成為(wei)塑性應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)，應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)下降使裂(lie)紋的(de)(de)發展(zhan)放(fang)慢或(huo)終止，因(yin)此可(ke)能觀(guan)察(cha)不到(dao)試(shi)樣(yang)(yang)完全斷裂(lie)的(de)(de)現(xian)象，只能借助微(wei)觀(guan)金相檢查分析裂(lie)紋的(de)(de)生(sheng)成。此外，為(wei)確定(ding)裂(lie)紋最(zui)初出(chu)現(xian)的(de)(de)時間，經(jing)常需要中斷實驗，取出(chu)試(shi)樣(yang)(yang)觀(guan)察(cha)。


3. 慢應變速率加載方式


 慢應(ying)變(bian)速(su)(su)率實(shi)驗（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)(fang)法(fa)(fa)是由P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)(deng)人(ren)提出，并(bing)作(zuo)為(wei)(wei)實(shi)驗室實(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)(fa)而(er)(er)建立起來的(de)(de)(de)，1977年(nian)統(tong)(tong)一命(ming)名為(wei)(wei)SSRT.作(zuo)為(wei)(wei)實(shi)驗室實(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)(fa)，最初應(ying)用于快速(su)(su)選材(cai)(cai)、判(pan)斷不(bu)同合金成(cheng)分和不(bu)同結構等(deng)(deng)對(dui)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)敏感性或(huo)對(dui)各類電化學參數的(de)(de)(de)影響(xiang)等(deng)(deng)，近年(nian)來已用于理論研(yan)究，并(bing)逐漸成(cheng)為(wei)(wei)研(yan)究應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)行為(wei)(wei)的(de)(de)(de)經典(dian)方(fang)(fang)法(fa)(fa)，已被(bei)ISO和ASTM定為(wei)(wei)判(pan)斷應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開(kai)裂的(de)(de)(de)一種標準方(fang)(fang)法(fa)(fa)。SSRT方(fang)(fang)法(fa)(fa)提供(gong)了在傳統(tong)(tong)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)實(shi)驗不(bu)能迅速(su)(su)激發應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)環境里確定延(yan)性材(cai)(cai)料應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏感性的(de)(de)(de)快速(su)(su)實(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)(fa)，由于它具有可(ke)大大縮短(duan)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)實(shi)驗周期，并(bing)且可(ke)以采用光滑小(xiao)試樣等(deng)(deng)一系列優點，因(yin)而(er)(er)被(bei)廣泛應(ying)用于各種材(cai)(cai)料一介質的(de)(de)(de)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)研(yan)究。


 一些(xie)研究者認為：在(zai)發生應(ying)力(li)(li)腐蝕的(de)(de)(de)體系中(zhong)，應(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)作用(yong)是為了(le)促進應(ying)變(bian)速率，真正控制應(ying)力(li)(li)腐蝕裂紋(wen)發生和(he)擴展(zhan)的(de)(de)(de)參(can)數是應(ying)變(bian)速率而不是應(ying)力(li)(li)本身(shen)。事實(shi)上，在(zai)恒載荷和(he)恒應(ying)變(bian)實(shi)驗中(zhong)以(yi)及在(zai)實(shi)際發生應(ying)力(li)(li)腐蝕的(de)(de)(de)設備部件中(zhong)，裂紋(wen)擴展(zhan)的(de)(de)(de)同時也(ye)或多或少地伴(ban)有(you)緩慢的(de)(de)(de)動(dong)態應(ying)變(bian)，應(ying)變(bian)速率取決(jue)于初始應(ying)力(li)(li)值和(he)控制蠕變(bian)的(de)(de)(de)各冶金參(can)量。電子(zi)金相研究表明，應(ying)力(li)(li)腐蝕是通(tong)過(guo)外加應(ying)力(li)(li)所(suo)產生的(de)(de)(de)滑移臺階(jie)上的(de)(de)(de)腐蝕產生的(de)(de)(de)，某一體系的(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕只(zhi)在(zai)某一應(ying)變(bian)速率范圍內才顯(xian)示出(chu)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。