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(fu)蝕實驗的試樣


 應力腐(fu)蝕(shi)實驗(yan)的(de)試樣(yang)一般可分為三類：光滑試樣(yang)、缺(que)口試樣(yang)和預制(zhi)裂紋試樣(yang)。


  1. 光滑試樣


光滑(hua)試(shi)樣(yang)(yang)是(shi)在傳(chuan)統力(li)學實(shi)驗(yan)中常(chang)用的(de)試(shi)樣(yang)(yang)，也是(shi)應(ying)(ying)力(li)腐蝕實(shi)驗(yan)中用得最多的(de)試(shi)樣(yang)(yang)類(lei)型。應(ying)(ying)力(li)腐蝕實(shi)驗(yan)中靜(jing)止加載(zai)的(de)光滑(hua)試(shi)樣(yang)(yang)可以分為(wei)三大類(lei)：彈(dan)性(xing)應(ying)(ying)變(bian)(bian)試(shi)樣(yang)(yang)、塑性(xing)應(ying)(ying)變(bian)(bian)試(shi)樣(yang)(yang)和(he)殘余應(ying)(ying)力(li)試(shi)樣(yang)(yang)。彈(dan)性(xing)應(ying)(ying)變(bian)(bian)試(shi)樣(yang)(yang)包括彎梁試(shi)樣(yang)(yang)、C形環試(shi)樣(yang)(yang)、O形環試(shi)樣(yang)(yang)、拉伸試(shi)樣(yang)(yang)和(he)音叉試(shi)樣(yang)(yang)。


  2. 缺口試(shi)樣


  缺(que)口(kou)(kou)(kou)試樣(yang)(yang)是(shi)模擬金屬材料中(zhong)宏觀裂(lie)紋和各種加工缺(que)口(kou)(kou)(kou)效應以(yi)考察(cha)材料應力腐(fu)蝕(shi)敏感性(xing)的專門(men)試樣(yang)(yang)。使用缺(que)口(kou)(kou)(kou)效應有以(yi)下(xia)優點：①. 縮短孕育期，加速應力腐(fu)蝕(shi)進(jin)程；②. 使應力腐(fu)蝕(shi)限(xian)定(ding)于(yu)缺(que)口(kou)(kou)(kou)區域；③. 改(gai)善測量數(shu)據(ju)的重現性(xing)；④. 便于(yu)測量某些參數(shu)，如裂(lie)紋擴展速率(lv)。


 3. 預制裂(lie)紋試樣


  預(yu)制(zhi)(zhi)裂紋試(shi)樣(yang)是預(yu)開機(ji)械缺口并經疲勞法處理產(chan)生裂紋的試(shi)樣(yang)，通過(guo)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)實驗和(he)斷(duan)裂力學分析(xi)，測(ce)試(shi)結果可(ke)用于(yu)工程設(she)計(ji)、安全評定和(he)壽(shou)命設(she)計(ji)。這種基于(yu)斷(duan)裂力學的預(yu)制(zhi)(zhi)裂紋試(shi)樣(yang)，由于(yu)顯(xian)著地縮短(duan)了孕育(yu)期而加速(su)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)破壞，測(ce)試(shi)時間(jian)短(duan)，數(shu)據比(bi)較集中，便于(yu)研究裂紋擴展動力學過(guo)程。



二、應力腐蝕實驗(yan)的(de)加載方式(shi)


 在應力腐蝕(shi)實(shi)(shi)驗中(zhong)，應根(gen)據(ju)實(shi)(shi)驗目的選(xuan)擇(ze)合適的試樣類型和加載(zai)方式。加載(zai)方式通常(chang)可以(yi)分為恒(heng)載(zai)荷、恒(heng)變(bian)形和慢應變(bian)速(su)率拉伸(shen)加載(zai)三種(zhong)方式。


 1. 恒載荷加(jia)載方式


 利用(yong)(yong)砝碼、力(li)矩(ju)、彈簧等對(dui)試(shi)樣(yang)(yang)施(shi)加(jia)(jia)一定(ding)的(de)載(zai)荷(he)進行應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)驗。這種加(jia)(jia)載(zai)應(ying)(ying)力(li)的(de)方(fang)式(shi)往往用(yong)(yong)于模擬工(gong)程構件可能受到的(de)工(gong)作應(ying)(ying)力(li)和(he)加(jia)(jia)工(gong)應(ying)(ying)力(li)。可采(cai)(cai)用(yong)(yong)直(zhi)接(jie)拉伸加(jia)(jia)載(zai)，如在(zai)一端固定(ding)的(de)試(shi)樣(yang)(yang)上直(zhi)接(jie)懸掛砝碼；也可采(cai)(cai)用(yong)(yong)杠桿(gan)系統加(jia)(jia)載(zai)，這種方(fang)式(shi)始終具有恒(heng)(heng)定(ding)的(de)外加(jia)(jia)載(zai)荷(he)。恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)驗雖(sui)然外加(jia)(jia)載(zai)荷(he)是恒(heng)(heng)定(ding)的(de)，但試(shi)樣(yang)(yang)在(zai)暴露過程中由于腐(fu)(fu)蝕(shi)和(he)產生裂(lie)紋使其橫截面積不(bu)斷(duan)減小(xiao)，從而使斷(duan)裂(lie)面上的(de)有效(xiao)應(ying)(ying)力(li)不(bu)斷(duan)增加(jia)(jia)。與恒(heng)(heng)變形實(shi)驗相比，必(bi)然導致試(shi)樣(yang)(yang)過早斷(duan)裂(lie)。恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)實(shi)驗條件更為(wei)嚴苛，試(shi)樣(yang)(yang)壽命(ming)更短，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)臨界應(ying)(ying)力(li)更低。


 2. 恒(heng)變形加(jia)載(zai)方(fang)式


 通過(guo)直接(jie)拉伸或彎曲使(shi)試(shi)樣(yang)(yang)變(bian)(bian)形(xing)(xing)而產生(sheng)拉應(ying)(ying)力(li)，利用具有(you)足夠剛性的(de)(de)(de)框(kuang)架(jia)維持(chi)這(zhe)種變(bian)(bian)形(xing)(xing)或者直接(jie)采用加(jia)(jia)力(li)框(kuang)架(jia)，以保證試(shi)樣(yang)(yang)變(bian)(bian)形(xing)(xing)恒(heng)(heng)(heng)定，此(ci)為(wei)(wei)恒(heng)(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)加(jia)(jia)載(zai)方(fang)(fang)式(shi)。這(zhe)種加(jia)(jia)載(zai)應(ying)(ying)力(li)方(fang)(fang)式(shi)的(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)類型(xing)及恒(heng)(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)加(jia)(jia)載(zai)的(de)(de)(de)預制裂紋(wen)(wen)試(shi)樣(yang)(yang)等均屬于(yu)恒(heng)(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)加(jia)(jia)載(zai)方(fang)(fang)式(shi)。恒(heng)(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)應(ying)(ying)力(li)腐蝕實驗過(guo)程中，當裂紋(wen)(wen)產生(sheng)后(hou)還會引(yin)起(qi)應(ying)(ying)力(li)下(xia)降，這(zhe)是(shi)因為(wei)(wei)應(ying)(ying)力(li)在(zai)裂尖高度集中，使(shi)裂紋(wen)(wen)張開，而且(qie)有(you)一部分外加(jia)(jia)彈性應(ying)(ying)變(bian)(bian)轉變(bian)(bian)成(cheng)為(wei)(wei)塑性應(ying)(ying)變(bian)(bian)，應(ying)(ying)力(li)下(xia)降使(shi)裂紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)發展放慢(man)或終止(zhi)，因此(ci)可能(neng)(neng)觀(guan)察(cha)不到試(shi)樣(yang)(yang)完(wan)全(quan)斷(duan)裂的(de)(de)(de)現象，只(zhi)能(neng)(neng)借(jie)助(zhu)微觀(guan)金相檢(jian)查分析裂紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)生(sheng)成(cheng)。此(ci)外，為(wei)(wei)確(que)定裂紋(wen)(wen)最初出(chu)現的(de)(de)(de)時(shi)間，經常(chang)需(xu)要(yao)中斷(duan)實驗，取(qu)出(chu)試(shi)樣(yang)(yang)觀(guan)察(cha)。


3. 慢應變速率(lv)加載方式(shi)


 慢應(ying)(ying)變(bian)速率實驗（Slow Strain Rate Test,SSRT)方法是(shi)由(you)P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)人提出，并(bing)(bing)作為(wei)實驗室實驗方法而(er)建(jian)立起來(lai)的(de)，1977年統(tong)一命名為(wei)SSRT.作為(wei)實驗室實驗方法，最(zui)初應(ying)(ying)用于(yu)快速選材、判斷不同(tong)合金(jin)成分和不同(tong)結(jie)構等(deng)對(dui)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)敏感性或對(dui)各(ge)類電(dian)化學參數的(de)影響等(deng)，近年來(lai)已(yi)用于(yu)理論研究，并(bing)(bing)逐漸成為(wei)研究應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)行(xing)為(wei)的(de)經典方法，已(yi)被ISO和ASTM定(ding)為(wei)判斷應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)開裂的(de)一種標準方法。SSRT方法提供了在傳統(tong)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)實驗不能迅速激發應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)環(huan)境里確定(ding)延性材料(liao)(liao)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)敏感性的(de)快速實驗方法，由(you)于(yu)它具有可(ke)大大縮(suo)短應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)實驗周期，并(bing)(bing)且可(ke)以采用光滑小(xiao)試樣(yang)等(deng)一系列優點，因而(er)被廣泛應(ying)(ying)用于(yu)各(ge)種材料(liao)(liao)一介質的(de)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)研究。


 一些研(yan)究(jiu)者(zhe)認為(wei)：在(zai)發(fa)生(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)體系中，應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)作用是(shi)(shi)(shi)為(wei)了促進(jin)應(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)，真正控(kong)制(zhi)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕裂(lie)紋發(fa)生(sheng)和(he)擴展的(de)(de)(de)(de)(de)參(can)數是(shi)(shi)(shi)應(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)而(er)不是(shi)(shi)(shi)應(ying)(ying)力(li)(li)本身。事實上，在(zai)恒載(zai)荷和(he)恒應(ying)(ying)變(bian)實驗中以及在(zai)實際(ji)發(fa)生(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)設備部(bu)件中，裂(lie)紋擴展的(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)時也(ye)或多或少地伴(ban)有緩慢的(de)(de)(de)(de)(de)動態(tai)應(ying)(ying)變(bian)，應(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)取(qu)決于(yu)初始應(ying)(ying)力(li)(li)值和(he)控(kong)制(zhi)蠕變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)各冶金(jin)參(can)量。電子金(jin)相(xiang)研(yan)究(jiu)表明，應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕是(shi)(shi)(shi)通過外(wai)加應(ying)(ying)力(li)(li)所產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)滑移臺階上的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)，某一體系的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕只在(zai)某一應(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)范圍(wei)內才(cai)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。