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(lie)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. 應力腐蝕實驗的試樣


 應力腐蝕(shi)實驗的(de)試(shi)(shi)樣(yang)一般可分為三類(lei)：光滑試(shi)(shi)樣(yang)、缺口試(shi)(shi)樣(yang)和預制裂紋試(shi)(shi)樣(yang)。


 a. 光滑試(shi)樣


光滑試樣(yang)是(shi)在傳統力(li)(li)學實驗中常用的(de)試樣(yang)，也是(shi)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕實驗中用得(de)最多的(de)試樣(yang)類型。應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕實驗中靜止(zhi)加載(zai)的(de)光滑試樣(yang)可(ke)以(yi)分(fen)為三大類：彈性(xing)應(ying)(ying)變試樣(yang)、塑性(xing)應(ying)(ying)變試樣(yang)和殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)(li)試樣(yang)。彈性(xing)應(ying)(ying)變試樣(yang)包(bao)括彎梁試樣(yang)、C形環試樣(yang)、O形環試樣(yang)、拉伸試樣(yang)和音(yin)叉試樣(yang)。


 b. 缺(que)口試樣


  缺口(kou)(kou)(kou)試(shi)樣是模(mo)擬金屬材(cai)料中宏觀裂(lie)紋和各種(zhong)加工缺口(kou)(kou)(kou)效應以考察材(cai)料應力腐蝕敏感性(xing)的(de)專門試(shi)樣。使(shi)用缺口(kou)(kou)(kou)效應有以下優點(dian)：①. 縮(suo)短(duan)孕育(yu)期(qi)，加速(su)應力腐蝕進程；②. 使(shi)應力腐蝕限定于缺口(kou)(kou)(kou)區域；③. 改(gai)善(shan)測量(liang)數(shu)據(ju)的(de)重現性(xing)；④便于測量(liang)某些參數(shu)，如裂(lie)紋擴展速(su)率。


c. 預制(zhi)裂紋試樣(yang)


  預(yu)制裂(lie)(lie)紋(wen)試(shi)樣是(shi)預(yu)開機械缺口并經疲勞法處(chu)理產生裂(lie)(lie)紋(wen)的試(shi)樣，通(tong)過應(ying)力(li)腐蝕(shi)實驗和(he)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)力(li)學(xue)(xue)分析(xi)，測(ce)試(shi)結果可用于工程(cheng)設計(ji)(ji)、安全評定和(he)壽命設計(ji)(ji)。這種基于斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)力(li)學(xue)(xue)的預(yu)制裂(lie)(lie)紋(wen)試(shi)樣，由于顯著地縮短了孕育期而加速應(ying)力(li)腐蝕(shi)破壞，測(ce)試(shi)時間短，數據比較集中(zhong)，便于研究裂(lie)(lie)紋(wen)擴展動力(li)學(xue)(xue)過程(cheng)。



2. 應力腐蝕(shi)實驗的加載方(fang)式(shi)


 在應力(li)腐蝕實(shi)(shi)驗中，應根據(ju)實(shi)(shi)驗目的選擇合適的試樣類型(xing)和加載(zai)(zai)方(fang)式。加載(zai)(zai)方(fang)式通常(chang)可以分為恒(heng)載(zai)(zai)荷、恒(heng)變形和慢應變速率拉伸加載(zai)(zai)三種方(fang)式。


 a. 恒載(zai)荷加(jia)載(zai)方(fang)式


 利用(yong)砝碼、力矩、彈簧等對試(shi)(shi)樣(yang)(yang)施加(jia)(jia)(jia)(jia)一定(ding)(ding)的(de)載(zai)(zai)荷進行應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕實驗。這(zhe)(zhe)種加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力的(de)方式(shi)往往用(yong)于模擬工(gong)程構件可能(neng)受到的(de)工(gong)作應(ying)(ying)(ying)力和加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)應(ying)(ying)(ying)力。可采(cai)用(yong)直(zhi)接(jie)拉伸加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)，如在(zai)一端(duan)固(gu)定(ding)(ding)的(de)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)上直(zhi)接(jie)懸掛砝碼；也可采(cai)用(yong)杠桿(gan)系統(tong)加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)，這(zhe)(zhe)種方式(shi)始終具有恒(heng)定(ding)(ding)的(de)外(wai)加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)荷。恒(heng)載(zai)(zai)荷應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕實驗雖然(ran)外(wai)加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)荷是恒(heng)定(ding)(ding)的(de)，但試(shi)(shi)樣(yang)(yang)在(zai)暴露過程中由于腐(fu)(fu)蝕和產(chan)生裂(lie)紋使(shi)其橫(heng)截面積不(bu)斷(duan)減小(xiao)，從而使(shi)斷(duan)裂(lie)面上的(de)有效應(ying)(ying)(ying)力不(bu)斷(duan)增加(jia)(jia)(jia)(jia)。與恒(heng)變形實驗相比(bi)，必(bi)然(ran)導致試(shi)(shi)樣(yang)(yang)過早斷(duan)裂(lie)。恒(heng)載(zai)(zai)荷實驗條件更為(wei)嚴苛(ke)，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)壽命更短，應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕的(de)臨界應(ying)(ying)(ying)力更低。


 b. 恒變形加(jia)載方(fang)式(shi)


通過直接(jie)拉(la)(la)伸或(huo)彎曲使試樣(yang)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)而產(chan)生拉(la)(la)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)，利用(yong)具有足夠(gou)剛性的框架(jia)維持(chi)這種變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)或(huo)者直接(jie)采(cai)用(yong)加(jia)(jia)(jia)力(li)(li)框架(jia)，以保證試樣(yang)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)恒(heng)定，此(ci)為恒(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)載(zai)方式。這種加(jia)(jia)(jia)載(zai)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)方式的試樣(yang)類(lei)型及恒(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)載(zai)的預制裂(lie)紋(wen)試樣(yang)等(deng)均屬于恒(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)載(zai)方式。恒(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕實(shi)驗過程中，當裂(lie)紋(wen)產(chan)生后(hou)還會引起(qi)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)下(xia)降(jiang)，這是因(yin)為應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)在裂(lie)尖高(gao)度集中，使裂(lie)紋(wen)張開，而且(qie)有一部分外(wai)加(jia)(jia)(jia)彈性應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)轉變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)成(cheng)為塑性應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)，應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)下(xia)降(jiang)使裂(lie)紋(wen)的發展放慢或(huo)終止，因(yin)此(ci)可能(neng)觀(guan)察(cha)不到(dao)試樣(yang)完全(quan)斷(duan)裂(lie)的現(xian)象，只能(neng)借助微觀(guan)金相檢查分析裂(lie)紋(wen)的生成(cheng)。此(ci)外(wai)，為確定裂(lie)紋(wen)最初出(chu)現(xian)的時間，經常需要中斷(duan)實(shi)驗，取出(chu)試樣(yang)觀(guan)察(cha)。


 c. 慢(man)應(ying)變速率加載方式


 慢應(ying)變速(su)率實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)法(fa)(fa)是由(you)P.N.Parkins 和(he)(he) Honthorne等(deng)人(ren)提出，并(bing)作(zuo)為(wei)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)法(fa)(fa)而(er)建立(li)起來的(de)(de)(de)，1977年統(tong)一命名為(wei)SSRT.作(zuo)為(wei)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)法(fa)(fa)，最(zui)初(chu)應(ying)用(yong)(yong)于(yu)快(kuai)(kuai)速(su)選材、判(pan)(pan)斷不(bu)(bu)(bu)同合(he)金成(cheng)分和(he)(he)不(bu)(bu)(bu)同結構等(deng)對應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)敏感性(xing)或對各(ge)類電化(hua)學參數的(de)(de)(de)影響等(deng)，近年來已(yi)用(yong)(yong)于(yu)理論(lun)研(yan)(yan)究(jiu)，并(bing)逐(zhu)漸成(cheng)為(wei)研(yan)(yan)究(jiu)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)行為(wei)的(de)(de)(de)經(jing)典方(fang)法(fa)(fa)，已(yi)被(bei)ISO和(he)(he)ASTM定(ding)為(wei)判(pan)(pan)斷應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開裂(lie)的(de)(de)(de)一種標準方(fang)法(fa)(fa)。SSRT方(fang)法(fa)(fa)提供了在傳統(tong)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)不(bu)(bu)(bu)能迅(xun)速(su)激發應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)環境(jing)里確(que)定(ding)延性(xing)材料應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)敏感性(xing)的(de)(de)(de)快(kuai)(kuai)速(su)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)法(fa)(fa)，由(you)于(yu)它具有可大(da)大(da)縮短(duan)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)周期，并(bing)且可以采用(yong)(yong)光滑小試樣等(deng)一系列優點，因(yin)而(er)被(bei)廣(guang)泛應(ying)用(yong)(yong)于(yu)各(ge)種材料一介質的(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)研(yan)(yan)究(jiu)。


  一(yi)些(xie)研究者認為(wei)：在發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的體(ti)系中(zhong)，應(ying)(ying)力(li)(li)的作用是(shi)為(wei)了(le)促(cu)進應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)，真正(zheng)控制(zhi)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)和擴展的參數是(shi)應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)而不是(shi)應(ying)(ying)力(li)(li)本身。事實上，在恒(heng)載荷和恒(heng)應(ying)(ying)變(bian)實驗中(zhong)以及(ji)在實際發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的設(she)備部件中(zhong)，裂(lie)紋(wen)擴展的同時(shi)也或多或少地伴有緩慢的動(dong)態應(ying)(ying)變(bian)，應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)取決于初始(shi)應(ying)(ying)力(li)(li)值和控制(zhi)蠕變(bian)的各冶金參量(liang)。電(dian)子金相研究表明，應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)是(shi)通過外加(jia)應(ying)(ying)力(li)(li)所產生(sheng)(sheng)(sheng)的滑移(yi)臺階上的腐(fu)蝕(shi)產生(sheng)(sheng)(sheng)的，某(mou)一(yi)體(ti)系的應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)只在某(mou)一(yi)應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)范圍內才顯示(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。