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、應力腐蝕實驗的試樣


 應力腐(fu)蝕實(shi)驗的試樣(yang)一般可分為三類：光滑(hua)試樣(yang)、缺(que)口試樣(yang)和預制(zhi)裂(lie)紋試樣(yang)。


  1. 光(guang)滑試樣


光滑試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)是在傳統力學實驗(yan)中(zhong)常用(yong)的試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)，也是應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)實驗(yan)中(zhong)用(yong)得最多的試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)類型。應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)實驗(yan)中(zhong)靜止加載的光滑試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)可以分為(wei)三大類：彈(dan)(dan)性應(ying)(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、塑性應(ying)(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)和殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)力試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)。彈(dan)(dan)性應(ying)(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)包括彎梁(liang)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、C形環試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、O形環試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、拉伸試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)和音叉試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)。


  2. 缺(que)口試樣


  缺(que)(que)(que)口試樣是模擬金屬材(cai)(cai)料(liao)中宏(hong)觀裂紋和(he)各種加(jia)工缺(que)(que)(que)口效應(ying)以(yi)考察材(cai)(cai)料(liao)應(ying)力腐蝕(shi)敏感性(xing)的(de)專(zhuan)門試樣。使(shi)(shi)用缺(que)(que)(que)口效應(ying)有以(yi)下優點：①. 縮短孕(yun)育期，加(jia)速應(ying)力腐蝕(shi)進程；②. 使(shi)(shi)應(ying)力腐蝕(shi)限(xian)定(ding)于缺(que)(que)(que)口區(qu)域；③. 改善測量(liang)數據的(de)重現性(xing)；④. 便于測量(liang)某些參數，如裂紋擴展(zhan)速率(lv)。


 3. 預制裂紋試(shi)樣


  預(yu)制(zhi)(zhi)裂(lie)紋試(shi)樣(yang)是預(yu)開機械(xie)缺口(kou)并經(jing)疲(pi)勞法(fa)處理產(chan)生裂(lie)紋的試(shi)樣(yang)，通過(guo)應力(li)腐蝕實驗和斷(duan)裂(lie)力(li)學分析，測試(shi)結果可用于(yu)(yu)工程設計(ji)、安全評定(ding)和壽命設計(ji)。這種基于(yu)(yu)斷(duan)裂(lie)力(li)學的預(yu)制(zhi)(zhi)裂(lie)紋試(shi)樣(yang)，由(you)于(yu)(yu)顯(xian)著地縮短(duan)了孕育期而(er)加速應力(li)腐蝕破壞，測試(shi)時間短(duan)，數據比較集中，便于(yu)(yu)研究裂(lie)紋擴(kuo)展動力(li)學過(guo)程。



二、應力腐蝕(shi)實(shi)驗的(de)加載方式


 在應力(li)腐蝕(shi)實驗中，應根(gen)據實驗目的選擇合適的試樣類型和(he)加(jia)(jia)載(zai)方式。加(jia)(jia)載(zai)方式通常可以(yi)分(fen)為恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)、恒(heng)(heng)變形和(he)慢應變速(su)率拉伸加(jia)(jia)載(zai)三(san)種方式。


 1. 恒載荷加(jia)載方式


 利用(yong)砝碼(ma)、力(li)(li)(li)矩、彈簧等對試(shi)樣(yang)施加(jia)(jia)(jia)一定(ding)(ding)的(de)載(zai)荷(he)(he)進(jin)行應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)實驗。這種加(jia)(jia)(jia)載(zai)應(ying)力(li)(li)(li)的(de)方式往(wang)往(wang)用(yong)于(yu)模(mo)擬工(gong)程構件(jian)可(ke)能(neng)受到的(de)工(gong)作應(ying)力(li)(li)(li)和加(jia)(jia)(jia)工(gong)應(ying)力(li)(li)(li)。可(ke)采(cai)用(yong)直(zhi)接拉伸加(jia)(jia)(jia)載(zai)，如在(zai)一端固定(ding)(ding)的(de)試(shi)樣(yang)上直(zhi)接懸掛砝碼(ma)；也可(ke)采(cai)用(yong)杠桿系統加(jia)(jia)(jia)載(zai)，這種方式始終具(ju)有(you)(you)恒(heng)(heng)定(ding)(ding)的(de)外加(jia)(jia)(jia)載(zai)荷(he)(he)。恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)(he)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)實驗雖然外加(jia)(jia)(jia)載(zai)荷(he)(he)是恒(heng)(heng)定(ding)(ding)的(de)，但試(shi)樣(yang)在(zai)暴露過程中由于(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)和產(chan)生裂紋(wen)使(shi)其橫截面積不斷(duan)(duan)(duan)減小，從而使(shi)斷(duan)(duan)(duan)裂面上的(de)有(you)(you)效應(ying)力(li)(li)(li)不斷(duan)(duan)(duan)增加(jia)(jia)(jia)。與(yu)恒(heng)(heng)變形(xing)實驗相比，必然導致試(shi)樣(yang)過早斷(duan)(duan)(duan)裂。恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)(he)實驗條件(jian)更(geng)為嚴苛，試(shi)樣(yang)壽命(ming)更(geng)短，應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)臨界(jie)應(ying)力(li)(li)(li)更(geng)低。


 2. 恒變形加載方(fang)式


 通過直(zhi)接拉(la)伸或彎曲使試樣(yang)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)而產生(sheng)(sheng)拉(la)應(ying)(ying)(ying)力(li)，利(li)用(yong)具有足(zu)夠剛性的框(kuang)架(jia)維持這種變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)或者直(zhi)接采用(yong)加力(li)框(kuang)架(jia)，以保證試樣(yang)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)恒(heng)定(ding)，此(ci)為(wei)恒(heng)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)加載方式(shi)。這種加載應(ying)(ying)(ying)力(li)方式(shi)的試樣(yang)類型及恒(heng)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)加載的預制(zhi)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)試樣(yang)等均屬于恒(heng)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)加載方式(shi)。恒(heng)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕實驗過程中(zhong)，當(dang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)產生(sheng)(sheng)后(hou)還會引(yin)起應(ying)(ying)(ying)力(li)下降，這是因為(wei)應(ying)(ying)(ying)力(li)在裂(lie)(lie)(lie)(lie)尖(jian)高度集中(zhong)，使裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)張開，而且有一部分(fen)外加彈性應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)轉變(bian)(bian)(bian)成(cheng)為(wei)塑性應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)，應(ying)(ying)(ying)力(li)下降使裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)的發(fa)展(zhan)放慢(man)或終(zhong)止，因此(ci)可(ke)能觀(guan)察不到試樣(yang)完全斷裂(lie)(lie)(lie)(lie)的現(xian)象，只(zhi)能借助微(wei)觀(guan)金相(xiang)檢查分(fen)析裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)的生(sheng)(sheng)成(cheng)。此(ci)外，為(wei)確(que)定(ding)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)最初出現(xian)的時間，經(jing)常(chang)需(xu)要(yao)中(zhong)斷實驗，取出試樣(yang)觀(guan)察。


3. 慢(man)應變(bian)速率加(jia)載(zai)方式


 慢應(ying)(ying)(ying)變速(su)(su)(su)率實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)(fang)法(fa)是由P.N.Parkins 和(he) Honthorne等人(ren)提出，并作(zuo)為(wei)(wei)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)室(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)而建立起來(lai)的，1977年統一(yi)命(ming)名為(wei)(wei)SSRT.作(zuo)為(wei)(wei)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)室(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)，最初應(ying)(ying)(ying)用(yong)于(yu)(yu)快速(su)(su)(su)選材、判(pan)斷(duan)不同合金成分和(he)不同結(jie)構等對(dui)應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)的敏感(gan)性(xing)或(huo)對(dui)各(ge)類(lei)電(dian)化學(xue)參數的影響等，近年來(lai)已(yi)用(yong)于(yu)(yu)理論研(yan)(yan)究(jiu)，并逐漸(jian)成為(wei)(wei)研(yan)(yan)究(jiu)應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)行為(wei)(wei)的經(jing)典方(fang)(fang)法(fa)，已(yi)被(bei)ISO和(he)ASTM定為(wei)(wei)判(pan)斷(duan)應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂的一(yi)種(zhong)標(biao)準(zhun)方(fang)(fang)法(fa)。SSRT方(fang)(fang)法(fa)提供了在傳統應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)不能迅速(su)(su)(su)激發應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)的環境里(li)確(que)定延(yan)性(xing)材料(liao)應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)敏感(gan)性(xing)的快速(su)(su)(su)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)，由于(yu)(yu)它具(ju)有可大(da)大(da)縮短應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)周(zhou)期，并且可以采用(yong)光滑小(xiao)試樣等一(yi)系(xi)列優點，因(yin)而被(bei)廣泛應(ying)(ying)(ying)用(yong)于(yu)(yu)各(ge)種(zhong)材料(liao)一(yi)介質的應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)研(yan)(yan)究(jiu)。


 一(yi)些研(yan)究者認為(wei)：在發生應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)體系中，應(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)作用是(shi)為(wei)了促進應(ying)變(bian)速率，真正控制應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕裂(lie)(lie)紋(wen)發生和(he)擴展(zhan)的(de)(de)(de)參數(shu)是(shi)應(ying)變(bian)速率而不(bu)是(shi)應(ying)力(li)(li)本身。事(shi)實上(shang)，在恒(heng)載荷(he)和(he)恒(heng)應(ying)變(bian)實驗中以及在實際發生應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)設備部(bu)件(jian)中，裂(lie)(lie)紋(wen)擴展(zhan)的(de)(de)(de)同時也或多或少地伴(ban)有緩慢的(de)(de)(de)動(dong)態應(ying)變(bian)，應(ying)變(bian)速率取決(jue)于初(chu)始應(ying)力(li)(li)值和(he)控制蠕變(bian)的(de)(de)(de)各冶(ye)金參量(liang)。電子金相研(yan)究表(biao)明(ming)，應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕是(shi)通過外加應(ying)力(li)(li)所產(chan)生的(de)(de)(de)滑移臺(tai)階上(shang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕產(chan)生的(de)(de)(de)，某一(yi)體系的(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕只在某一(yi)應(ying)變(bian)速率范圍內才(cai)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。