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(kai)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(shi)實驗(yan)的試樣


 應力腐蝕(shi)實驗的(de)試(shi)樣(yang)(yang)一般可(ke)分(fen)為三類：光滑試(shi)樣(yang)(yang)、缺口試(shi)樣(yang)(yang)和預制裂紋(wen)試(shi)樣(yang)(yang)。


 a. 光滑試樣


光滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)是(shi)在傳統力學實驗中(zhong)常用(yong)的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)，也是(shi)應(ying)(ying)力腐蝕實驗中(zhong)用(yong)得最(zui)多的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)類型。應(ying)(ying)力腐蝕實驗中(zhong)靜(jing)止(zhi)加(jia)載的(de)光滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)可以分為三(san)大(da)類：彈性應(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、塑性應(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)和(he)殘余應(ying)(ying)力試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)。彈性應(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)包(bao)括彎梁試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、C形環(huan)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、O形環(huan)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、拉伸試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)和(he)音叉(cha)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)。


 b. 缺口試(shi)樣


  缺(que)口試樣是模(mo)擬金屬(shu)材(cai)料(liao)中宏觀(guan)裂紋和各種加工缺(que)口效應(ying)以考察(cha)材(cai)料(liao)應(ying)力(li)腐蝕敏(min)感性(xing)的(de)專門試樣。使用缺(que)口效應(ying)有以下(xia)優點：①. 縮短孕育(yu)期，加速(su)(su)應(ying)力(li)腐蝕進程；②. 使應(ying)力(li)腐蝕限(xian)定于(yu)缺(que)口區域；③. 改善測量(liang)數(shu)據的(de)重現性(xing)；④便(bian)于(yu)測量(liang)某些參數(shu)，如(ru)裂紋擴展速(su)(su)率。


c. 預制(zhi)裂紋試樣


  預(yu)制(zhi)裂(lie)(lie)(lie)紋試(shi)樣(yang)是預(yu)開(kai)機械缺口(kou)并經疲(pi)勞法處理產生裂(lie)(lie)(lie)紋的試(shi)樣(yang)，通(tong)過應力(li)腐蝕實(shi)驗(yan)和斷裂(lie)(lie)(lie)力(li)學(xue)分析(xi)，測(ce)試(shi)結果(guo)可用于(yu)工程設計、安全評定和壽命(ming)設計。這種基于(yu)斷裂(lie)(lie)(lie)力(li)學(xue)的預(yu)制(zhi)裂(lie)(lie)(lie)紋試(shi)樣(yang)，由于(yu)顯著地縮(suo)短了孕育(yu)期而(er)加速應力(li)腐蝕破壞，測(ce)試(shi)時間短，數據比較集(ji)中，便(bian)于(yu)研(yan)究裂(lie)(lie)(lie)紋擴展動(dong)力(li)學(xue)過程。



2. 應力腐蝕實驗(yan)的加(jia)載方式


 在應力腐(fu)蝕(shi)實驗中，應根據實驗目的選擇合(he)適的試樣類型和加(jia)載(zai)方式(shi)。加(jia)載(zai)方式(shi)通(tong)常可以(yi)分為恒載(zai)荷(he)、恒變形和慢應變速率拉伸加(jia)載(zai)三種方式(shi)。


 a. 恒載(zai)荷加載(zai)方(fang)式


 利(li)用(yong)砝(fa)(fa)碼、力(li)(li)(li)矩(ju)、彈簧等對試(shi)樣(yang)施加(jia)(jia)(jia)一定(ding)的(de)(de)載(zai)荷(he)(he)進行應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)實驗。這種(zhong)加(jia)(jia)(jia)載(zai)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)方式往往用(yong)于(yu)模擬工(gong)(gong)程構件(jian)可能受到的(de)(de)工(gong)(gong)作應(ying)(ying)力(li)(li)(li)和加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)。可采用(yong)直接拉伸加(jia)(jia)(jia)載(zai)，如(ru)在一端固定(ding)的(de)(de)試(shi)樣(yang)上(shang)直接懸(xuan)掛(gua)砝(fa)(fa)碼；也可采用(yong)杠桿系統加(jia)(jia)(jia)載(zai)，這種(zhong)方式始終具有(you)恒(heng)定(ding)的(de)(de)外加(jia)(jia)(jia)載(zai)荷(he)(he)。恒(heng)載(zai)荷(he)(he)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)實驗雖然(ran)外加(jia)(jia)(jia)載(zai)荷(he)(he)是恒(heng)定(ding)的(de)(de)，但試(shi)樣(yang)在暴露過(guo)(guo)程中由(you)于(yu)腐(fu)蝕(shi)和產生裂(lie)紋使其橫(heng)截面(mian)積不(bu)斷(duan)(duan)減小，從而使斷(duan)(duan)裂(lie)面(mian)上(shang)的(de)(de)有(you)效應(ying)(ying)力(li)(li)(li)不(bu)斷(duan)(duan)增加(jia)(jia)(jia)。與恒(heng)變形實驗相比(bi)，必然(ran)導(dao)致試(shi)樣(yang)過(guo)(guo)早斷(duan)(duan)裂(lie)。恒(heng)載(zai)荷(he)(he)實驗條(tiao)件(jian)更(geng)為嚴苛，試(shi)樣(yang)壽(shou)命(ming)更(geng)短，應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)臨界應(ying)(ying)力(li)(li)(li)更(geng)低。


 b. 恒(heng)變形加載方式(shi)


通過直接拉(la)伸或彎曲使(shi)(shi)試樣(yang)(yang)(yang)變(bian)(bian)形(xing)而產生拉(la)應(ying)(ying)(ying)力(li)，利用具有(you)(you)足夠剛性(xing)的(de)(de)(de)框架維持這(zhe)種(zhong)變(bian)(bian)形(xing)或者直接采用加(jia)(jia)力(li)框架，以保證試樣(yang)(yang)(yang)變(bian)(bian)形(xing)恒(heng)定，此(ci)為恒(heng)變(bian)(bian)形(xing)加(jia)(jia)載(zai)方(fang)式(shi)(shi)。這(zhe)種(zhong)加(jia)(jia)載(zai)應(ying)(ying)(ying)力(li)方(fang)式(shi)(shi)的(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)(yang)類(lei)型及恒(heng)變(bian)(bian)形(xing)加(jia)(jia)載(zai)的(de)(de)(de)預制裂(lie)紋(wen)(wen)試樣(yang)(yang)(yang)等均屬于(yu)恒(heng)變(bian)(bian)形(xing)加(jia)(jia)載(zai)方(fang)式(shi)(shi)。恒(heng)變(bian)(bian)形(xing)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕實驗過程中，當裂(lie)紋(wen)(wen)產生后(hou)還會引起應(ying)(ying)(ying)力(li)下降，這(zhe)是(shi)因(yin)為應(ying)(ying)(ying)力(li)在裂(lie)尖高(gao)度集中，使(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)張開(kai)，而且(qie)有(you)(you)一部分外加(jia)(jia)彈性(xing)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)轉變(bian)(bian)成(cheng)為塑性(xing)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)，應(ying)(ying)(ying)力(li)下降使(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)發展放慢(man)或終止，因(yin)此(ci)可能觀察(cha)不到(dao)試樣(yang)(yang)(yang)完全斷(duan)裂(lie)的(de)(de)(de)現象，只能借助微觀金相檢(jian)查分析裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)生成(cheng)。此(ci)外，為確定裂(lie)紋(wen)(wen)最初出現的(de)(de)(de)時間，經(jing)常(chang)需要中斷(duan)實驗，取出試樣(yang)(yang)(yang)觀察(cha)。


 c. 慢應變速率加載方式


 慢應變(bian)速率實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方法是由P.N.Parkins 和(he) Honthorne等(deng)(deng)人提出，并作為(wei)(wei)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法而建(jian)立起(qi)來的(de)(de)，1977年統一命(ming)名(ming)為(wei)(wei)SSRT.作為(wei)(wei)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法，最初應用于快速選材(cai)、判斷(duan)不(bu)同(tong)合金(jin)成分和(he)不(bu)同(tong)結(jie)構等(deng)(deng)對應力(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)敏感性(xing)或對各(ge)類(lei)電化學參數的(de)(de)影響等(deng)(deng)，近(jin)年來已(yi)用于理論研究，并逐漸成為(wei)(wei)研究應力(li)腐(fu)(fu)蝕行為(wei)(wei)的(de)(de)經(jing)典方法，已(yi)被(bei)ISO和(he)ASTM定為(wei)(wei)判斷(duan)應力(li)腐(fu)(fu)蝕開裂的(de)(de)一種標準方法。SSRT方法提供了在傳(chuan)統應力(li)腐(fu)(fu)蝕實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)不(bu)能迅速激發應力(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)環(huan)境(jing)里確(que)定延性(xing)材(cai)料應力(li)腐(fu)(fu)蝕敏感性(xing)的(de)(de)快速實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法，由于它具有可大大縮短應力(li)腐(fu)(fu)蝕實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)周期，并且可以采用光滑小試樣等(deng)(deng)一系列優點，因(yin)而被(bei)廣泛應用于各(ge)種材(cai)料一介質(zhi)的(de)(de)應力(li)腐(fu)(fu)蝕研究。


  一些(xie)研(yan)(yan)究者認為(wei)：在(zai)發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)體系中，應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)作用是(shi)為(wei)了促進(jin)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)率(lv)(lv)(lv)，真正(zheng)控(kong)制應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)發生(sheng)(sheng)和(he)(he)擴展的(de)(de)(de)(de)參(can)數是(shi)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)率(lv)(lv)(lv)而不是(shi)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)本(ben)身。事實(shi)上，在(zai)恒載荷和(he)(he)恒應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)實(shi)驗中以及在(zai)實(shi)際發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)設備(bei)部件中，裂(lie)紋(wen)擴展的(de)(de)(de)(de)同時也(ye)或多或少地伴有緩(huan)慢的(de)(de)(de)(de)動態應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)，應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)率(lv)(lv)(lv)取決于(yu)初始應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)值和(he)(he)控(kong)制蠕變(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)各冶金參(can)量。電子金相研(yan)(yan)究表明，應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)通過(guo)外加應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)所產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)滑移臺階上的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)，某一體系的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)只在(zai)某一應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)率(lv)(lv)(lv)范(fan)圍內才(cai)顯示出(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。