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(shi)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。


1. 應力腐蝕實驗(yan)的試樣


 應力腐蝕(shi)實驗的試(shi)樣(yang)一般可分為三(san)類：光滑試(shi)樣(yang)、缺口試(shi)樣(yang)和預制裂紋試(shi)樣(yang)。


 a. 光滑試樣(yang)


光(guang)滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)是在傳(chuan)統(tong)力學實驗中常用(yong)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)，也是應(ying)(ying)力腐蝕實驗中用(yong)得最多的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)類型。應(ying)(ying)力腐蝕實驗中靜止加載的(de)(de)光(guang)滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)可(ke)以分為三大(da)類：彈(dan)(dan)性(xing)應(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、塑性(xing)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(dan)(dan)性(xing)應(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)包括彎梁試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、C形(xing)環試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、O形(xing)環試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、拉伸試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)和(he)音叉試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)。


 b. 缺口試樣(yang)


  缺口(kou)試(shi)樣(yang)是模(mo)擬金屬材(cai)料中宏觀裂紋(wen)和各(ge)種加工(gong)缺口(kou)效應(ying)以(yi)(yi)考察材(cai)料應(ying)力腐(fu)蝕敏感性的專門試(shi)樣(yang)。使用缺口(kou)效應(ying)有以(yi)(yi)下優點(dian)：①. 縮短(duan)孕育期，加速應(ying)力腐(fu)蝕進程；②. 使應(ying)力腐(fu)蝕限定于缺口(kou)區域(yu)；③. 改善(shan)測量(liang)數(shu)據(ju)的重現性；④便于測量(liang)某(mou)些(xie)參數(shu)，如(ru)裂紋(wen)擴(kuo)展(zhan)速率。


c. 預制裂紋試樣(yang)


  預(yu)制(zhi)裂紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)是預(yu)開機械缺口并經(jing)疲勞法處理產生裂紋(wen)的試(shi)(shi)樣(yang)，通(tong)過(guo)應力(li)(li)(li)腐蝕實驗和(he)斷(duan)裂力(li)(li)(li)學分析，測試(shi)(shi)結果可(ke)用于(yu)工程設(she)計(ji)、安全評定和(he)壽命設(she)計(ji)。這種基于(yu)斷(duan)裂力(li)(li)(li)學的預(yu)制(zhi)裂紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)，由于(yu)顯(xian)著地(di)縮短了(le)孕育期而(er)加速應力(li)(li)(li)腐蝕破壞，測試(shi)(shi)時間(jian)短，數據(ju)比較集中，便于(yu)研究裂紋(wen)擴展動力(li)(li)(li)學過(guo)程。



2. 應力腐蝕實驗的加載方式


 在應力(li)腐蝕實驗(yan)中，應根據(ju)實驗(yan)目的(de)選擇合適的(de)試樣類型和加(jia)載方(fang)式(shi)。加(jia)載方(fang)式(shi)通常可(ke)以分為恒載荷(he)、恒變形和慢應變速率拉(la)伸加(jia)載三(san)種(zhong)方(fang)式(shi)。


 a. 恒載荷(he)加載方式


 利(li)用(yong)(yong)(yong)砝(fa)碼(ma)、力(li)(li)矩、彈簧等對試(shi)樣施加(jia)一(yi)定的(de)(de)載(zai)荷(he)(he)(he)進行應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕實(shi)(shi)驗(yan)。這種(zhong)加(jia)載(zai)應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)方式往往用(yong)(yong)(yong)于模擬工程(cheng)構件可能受到的(de)(de)工作(zuo)應(ying)(ying)力(li)(li)和加(jia)工應(ying)(ying)力(li)(li)。可采(cai)用(yong)(yong)(yong)直(zhi)接拉(la)伸(shen)加(jia)載(zai)，如在(zai)一(yi)端固(gu)定的(de)(de)試(shi)樣上直(zhi)接懸(xuan)掛砝(fa)碼(ma)；也可采(cai)用(yong)(yong)(yong)杠桿系統加(jia)載(zai)，這種(zhong)方式始終(zhong)具有(you)恒定的(de)(de)外(wai)加(jia)載(zai)荷(he)(he)(he)。恒載(zai)荷(he)(he)(he)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕實(shi)(shi)驗(yan)雖然外(wai)加(jia)載(zai)荷(he)(he)(he)是恒定的(de)(de)，但(dan)試(shi)樣在(zai)暴露過(guo)程(cheng)中由于腐(fu)(fu)蝕和產(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋使(shi)其橫截(jie)面積不(bu)斷(duan)減(jian)小(xiao)，從而使(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)面上的(de)(de)有(you)效(xiao)應(ying)(ying)力(li)(li)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)。與恒變形實(shi)(shi)驗(yan)相比，必(bi)然導致(zhi)試(shi)樣過(guo)早斷(duan)裂(lie)(lie)。恒載(zai)荷(he)(he)(he)實(shi)(shi)驗(yan)條件更為嚴(yan)苛，試(shi)樣壽命更短(duan)，應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)臨界應(ying)(ying)力(li)(li)更低。


 b. 恒變形(xing)加載方式


通過直(zhi)接拉伸或(huo)彎曲使(shi)試樣變(bian)形(xing)(xing)(xing)而產生拉應(ying)(ying)力(li)(li)(li)，利用具有足夠剛(gang)性的(de)(de)(de)(de)框(kuang)架維持這種(zhong)變(bian)形(xing)(xing)(xing)或(huo)者直(zhi)接采用加(jia)(jia)力(li)(li)(li)框(kuang)架，以保證試樣變(bian)形(xing)(xing)(xing)恒(heng)(heng)定，此(ci)(ci)為恒(heng)(heng)變(bian)形(xing)(xing)(xing)加(jia)(jia)載(zai)方式(shi)。這種(zhong)加(jia)(jia)載(zai)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)方式(shi)的(de)(de)(de)(de)試樣類型(xing)及恒(heng)(heng)變(bian)形(xing)(xing)(xing)加(jia)(jia)載(zai)的(de)(de)(de)(de)預制裂(lie)紋(wen)(wen)試樣等(deng)均(jun)屬于恒(heng)(heng)變(bian)形(xing)(xing)(xing)加(jia)(jia)載(zai)方式(shi)。恒(heng)(heng)變(bian)形(xing)(xing)(xing)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕實驗過程中(zhong)，當裂(lie)紋(wen)(wen)產生后還會(hui)引起應(ying)(ying)力(li)(li)(li)下(xia)降(jiang)，這是因(yin)(yin)為應(ying)(ying)力(li)(li)(li)在裂(lie)尖高度集(ji)中(zhong)，使(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)張開，而且有一部(bu)分(fen)外加(jia)(jia)彈性應(ying)(ying)變(bian)轉變(bian)成為塑性應(ying)(ying)變(bian)，應(ying)(ying)力(li)(li)(li)下(xia)降(jiang)使(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)發展放慢(man)或(huo)終止，因(yin)(yin)此(ci)(ci)可(ke)能觀察不到試樣完全斷裂(lie)的(de)(de)(de)(de)現(xian)象，只能借助微觀金相檢查分(fen)析裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)生成。此(ci)(ci)外，為確定裂(lie)紋(wen)(wen)最初出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間，經常(chang)需(xu)要中(zhong)斷實驗，取(qu)出(chu)試樣觀察。


 c. 慢應變速率加(jia)載方式(shi)


 慢應(ying)變(bian)速率(lv)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方法(fa)是由(you)(you)P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)人提(ti)出，并作(zuo)為(wei)(wei)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室實(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法(fa)而(er)建立起來的(de)，1977年(nian)統(tong)(tong)一(yi)命名為(wei)(wei)SSRT.作(zuo)為(wei)(wei)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室實(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法(fa)，最(zui)初應(ying)用于快速選材、判斷(duan)不同(tong)合(he)金成(cheng)分和不同(tong)結(jie)構等(deng)對應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)敏感性或對各類(lei)電(dian)化學(xue)參數的(de)影響等(deng)，近年(nian)來已用于理論研(yan)究，并逐漸成(cheng)為(wei)(wei)研(yan)究應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)行為(wei)(wei)的(de)經典方法(fa)，已被(bei)ISO和ASTM定為(wei)(wei)判斷(duan)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開裂的(de)一(yi)種標準(zhun)方法(fa)。SSRT方法(fa)提(ti)供了在傳統(tong)(tong)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)不能迅速激發(fa)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)環(huan)境里確定延性材料(liao)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏感性的(de)快速實(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法(fa)，由(you)(you)于它具有可(ke)大(da)大(da)縮短應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)周期，并且可(ke)以采用光(guang)滑小試(shi)樣等(deng)一(yi)系列優點，因而(er)被(bei)廣泛應(ying)用于各種材料(liao)一(yi)介質的(de)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)研(yan)究。


  一(yi)些研究者認為(wei)：在發(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)體系中，應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用是(shi)為(wei)了促進應(ying)(ying)變(bian)速率，真正控制應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕裂紋發(fa)生(sheng)(sheng)和(he)(he)擴展的(de)(de)(de)(de)(de)(de)參(can)數是(shi)應(ying)(ying)變(bian)速率而(er)不(bu)是(shi)應(ying)(ying)力(li)本身。事實上，在恒(heng)載荷和(he)(he)恒(heng)應(ying)(ying)變(bian)實驗中以(yi)及在實際發(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設備部件中，裂紋擴展的(de)(de)(de)(de)(de)(de)同時也或(huo)多或(huo)少地伴有緩慢的(de)(de)(de)(de)(de)(de)動態應(ying)(ying)變(bian)，應(ying)(ying)變(bian)速率取決于(yu)初始(shi)應(ying)(ying)力(li)值和(he)(he)控制蠕(ru)變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)冶(ye)金(jin)參(can)量。電子金(jin)相研究表明，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕是(shi)通過外加應(ying)(ying)力(li)所產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)滑移臺階上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，某(mou)一(yi)體系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕只(zhi)在某(mou)一(yi)應(ying)(ying)變(bian)速率范圍內才顯示出來。


  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。