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(ying)力腐蝕實驗的試(shi)樣(yang)一般可分為三(san)類(lei)：光滑(hua)試(shi)樣(yang)、缺口(kou)試(shi)樣(yang)和預制裂紋試(shi)樣(yang)。


  1. 光滑(hua)試樣(yang)


光滑(hua)試(shi)(shi)樣是在傳統力(li)學(xue)實驗中常用(yong)的試(shi)(shi)樣，也(ye)是應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)實驗中用(yong)得最多(duo)的試(shi)(shi)樣類型。應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)實驗中靜止加載的光滑(hua)試(shi)(shi)樣可以(yi)分為三大類：彈性應(ying)(ying)(ying)變試(shi)(shi)樣、塑性應(ying)(ying)(ying)變試(shi)(shi)樣和(he)殘余應(ying)(ying)(ying)力(li)試(shi)(shi)樣。彈性應(ying)(ying)(ying)變試(shi)(shi)樣包括(kuo)彎(wan)梁試(shi)(shi)樣、C形環(huan)試(shi)(shi)樣、O形環(huan)試(shi)(shi)樣、拉伸試(shi)(shi)樣和(he)音叉試(shi)(shi)樣。


  2. 缺(que)口(kou)試樣


  缺口試樣是模擬金屬材料中(zhong)宏觀裂紋和各種加工缺口效應(ying)(ying)以考察(cha)材料應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕敏(min)感(gan)性的(de)專門試樣。使(shi)用(yong)缺口效應(ying)(ying)有以下優點(dian)：①. 縮短孕育(yu)期，加速應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕進程；②. 使(shi)應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕限定于缺口區域；③. 改善測(ce)量數據的(de)重現性；④. 便于測(ce)量某些參數，如(ru)裂紋擴展速率。


 3. 預(yu)制(zhi)裂紋試樣(yang)


  預制(zhi)裂紋試(shi)(shi)樣(yang)是預開機械缺口并經疲勞法處理(li)產生裂紋的試(shi)(shi)樣(yang)，通(tong)過應力(li)(li)腐蝕實驗和(he)斷(duan)裂力(li)(li)學分(fen)析，測試(shi)(shi)結果(guo)可用于(yu)(yu)工程設(she)計(ji)(ji)、安全評(ping)定和(he)壽命設(she)計(ji)(ji)。這種基(ji)于(yu)(yu)斷(duan)裂力(li)(li)學的預制(zhi)裂紋試(shi)(shi)樣(yang)，由于(yu)(yu)顯著地縮(suo)短了孕育期而加(jia)速(su)應力(li)(li)腐蝕破壞(huai)，測試(shi)(shi)時(shi)間(jian)短，數據比較集中，便于(yu)(yu)研(yan)究(jiu)裂紋擴展動(dong)力(li)(li)學過程。



二、應力腐蝕(shi)實驗的加(jia)載方式(shi)


 在應(ying)力腐(fu)蝕實驗(yan)中(zhong)，應(ying)根據實驗(yan)目(mu)的選擇(ze)合適的試樣類型和(he)加載(zai)方(fang)式(shi)。加載(zai)方(fang)式(shi)通常(chang)可以分為恒載(zai)荷(he)、恒變形和(he)慢應(ying)變速率拉伸加載(zai)三種(zhong)方(fang)式(shi)。


 1. 恒(heng)載荷加載方(fang)式


 利用(yong)(yong)砝(fa)碼、力(li)矩、彈簧等對試(shi)樣(yang)施加(jia)一定的載(zai)(zai)荷(he)(he)進行(xing)應(ying)力(li)腐蝕實驗。這(zhe)種加(jia)載(zai)(zai)應(ying)力(li)的方(fang)式往(wang)(wang)往(wang)(wang)用(yong)(yong)于(yu)模(mo)擬工(gong)程構件(jian)可能受(shou)到的工(gong)作應(ying)力(li)和加(jia)工(gong)應(ying)力(li)。可采用(yong)(yong)直接拉伸加(jia)載(zai)(zai)，如在一端固定的試(shi)樣(yang)上直接懸(xuan)掛(gua)砝(fa)碼；也可采用(yong)(yong)杠桿系統加(jia)載(zai)(zai)，這(zhe)種方(fang)式始終具有(you)恒定的外加(jia)載(zai)(zai)荷(he)(he)。恒載(zai)(zai)荷(he)(he)應(ying)力(li)腐蝕實驗雖然外加(jia)載(zai)(zai)荷(he)(he)是恒定的，但試(shi)樣(yang)在暴露過(guo)程中由于(yu)腐蝕和產生(sheng)裂紋使其橫(heng)截面積(ji)不(bu)斷(duan)減小，從而使斷(duan)裂面上的有(you)效應(ying)力(li)不(bu)斷(duan)增加(jia)。與恒變形實驗相比，必然導(dao)致試(shi)樣(yang)過(guo)早斷(duan)裂。恒載(zai)(zai)荷(he)(he)實驗條件(jian)更(geng)(geng)(geng)為嚴苛(ke)，試(shi)樣(yang)壽(shou)命更(geng)(geng)(geng)短(duan)，應(ying)力(li)腐蝕的臨界應(ying)力(li)更(geng)(geng)(geng)低。


 2. 恒變形(xing)加(jia)載方式


 通過直(zhi)接(jie)拉(la)伸或彎曲使試樣(yang)變(bian)(bian)形(xing)(xing)而產生(sheng)拉(la)應(ying)力(li)，利用具有(you)足夠剛性的(de)(de)框(kuang)架(jia)維(wei)持(chi)這種變(bian)(bian)形(xing)(xing)或者直(zhi)接(jie)采用加力(li)框(kuang)架(jia)，以保證試樣(yang)變(bian)(bian)形(xing)(xing)恒(heng)(heng)定，此(ci)為(wei)(wei)(wei)恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)加載(zai)方(fang)式。這種加載(zai)應(ying)力(li)方(fang)式的(de)(de)試樣(yang)類型及恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)加載(zai)的(de)(de)預制裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)試樣(yang)等均屬于恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)加載(zai)方(fang)式。恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)應(ying)力(li)腐蝕實驗過程中(zhong)，當裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)產生(sheng)后還會引起(qi)應(ying)力(li)下降，這是因為(wei)(wei)(wei)應(ying)力(li)在(zai)裂(lie)尖高度集中(zhong)，使裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)張開，而且有(you)一部(bu)分(fen)外加彈性應(ying)變(bian)(bian)轉變(bian)(bian)成為(wei)(wei)(wei)塑(su)性應(ying)變(bian)(bian)，應(ying)力(li)下降使裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)發展放慢或終止，因此(ci)可(ke)能觀(guan)(guan)察不到(dao)試樣(yang)完全斷裂(lie)的(de)(de)現象(xiang)，只能借助微觀(guan)(guan)金相(xiang)檢查分(fen)析(xi)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)生(sheng)成。此(ci)外，為(wei)(wei)(wei)確定裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)最初出現的(de)(de)時間，經常需要中(zhong)斷實驗，取出試樣(yang)觀(guan)(guan)察。


3. 慢應變速率加載方式


 慢應(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率實(shi)(shi)驗（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)法(fa)(fa)是由P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)人提出，并作為(wei)(wei)實(shi)(shi)驗室(shi)實(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)而建立起(qi)來的(de)(de)，1977年統一(yi)(yi)命名為(wei)(wei)SSRT.作為(wei)(wei)實(shi)(shi)驗室(shi)實(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)，最初應(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)于快速(su)選材(cai)、判(pan)斷(duan)不(bu)同合(he)金成分(fen)和不(bu)同結構等(deng)對(dui)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)敏感性或(huo)對(dui)各(ge)類(lei)電化學參數(shu)的(de)(de)影響等(deng)，近(jin)年來已(yi)用(yong)(yong)于理(li)論研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，并逐漸(jian)成為(wei)(wei)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)行為(wei)(wei)的(de)(de)經典方(fang)法(fa)(fa)，已(yi)被ISO和ASTM定(ding)為(wei)(wei)判(pan)斷(duan)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂(lie)的(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)標準方(fang)法(fa)(fa)。SSRT方(fang)法(fa)(fa)提供了(le)在傳(chuan)統應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗不(bu)能迅速(su)激發應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)環境里確定(ding)延性材(cai)料應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感性的(de)(de)快速(su)實(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)，由于它具有可大(da)大(da)縮短應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗周期，并且(qie)可以采用(yong)(yong)光滑小試樣等(deng)一(yi)(yi)系列優(you)點，因而被廣泛應(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)于各(ge)種(zhong)材(cai)料一(yi)(yi)介質(zhi)的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)。


 一些(xie)研(yan)究者認為(wei)：在發(fa)生應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)體系中，應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)作用(yong)是為(wei)了促進應(ying)(ying)變速率(lv)，真(zhen)正控制(zhi)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂紋(wen)發(fa)生和擴展的(de)(de)參(can)數(shu)是應(ying)(ying)變速率(lv)而不(bu)是應(ying)(ying)力(li)本身。事實(shi)上(shang)，在恒(heng)載荷和恒(heng)應(ying)(ying)變實(shi)驗中以及在實(shi)際發(fa)生應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)設備部件中，裂紋(wen)擴展的(de)(de)同時也或(huo)多(duo)或(huo)少地(di)伴有緩(huan)慢的(de)(de)動態應(ying)(ying)變，應(ying)(ying)變速率(lv)取(qu)決于初始應(ying)(ying)力(li)值和控制(zhi)蠕(ru)變的(de)(de)各冶金參(can)量。電(dian)子金相研(yan)究表明，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)是通過(guo)外加應(ying)(ying)力(li)所產(chan)生的(de)(de)滑移臺(tai)階上(shang)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)生的(de)(de)，某一體系的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)只(zhi)在某一應(ying)(ying)變速率(lv)范圍(wei)內才顯示(shi)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。