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(yi)、應力腐(fu)蝕實驗(yan)的試樣(yang)


 應力(li)腐(fu)蝕實(shi)驗的試樣(yang)一般(ban)可分為三類：光滑試樣(yang)、缺口(kou)試樣(yang)和預制裂紋試樣(yang)。


  1. 光滑(hua)試樣


光滑試(shi)樣(yang)(yang)(yang)是在(zai)傳(chuan)統力(li)(li)學實驗中(zhong)常用(yong)的試(shi)樣(yang)(yang)(yang)，也是應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)實驗中(zhong)用(yong)得最多的試(shi)樣(yang)(yang)(yang)類型。應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)實驗中(zhong)靜止加載的光滑試(shi)樣(yang)(yang)(yang)可以分(fen)為三大類：彈性(xing)應(ying)變試(shi)樣(yang)(yang)(yang)、塑性(xing)應(ying)變試(shi)樣(yang)(yang)(yang)和殘余(yu)應(ying)力(li)(li)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)。彈性(xing)應(ying)變試(shi)樣(yang)(yang)(yang)包括彎梁試(shi)樣(yang)(yang)(yang)、C形(xing)環試(shi)樣(yang)(yang)(yang)、O形(xing)環試(shi)樣(yang)(yang)(yang)、拉伸(shen)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)和音叉試(shi)樣(yang)(yang)(yang)。


  2. 缺口試樣


  缺(que)(que)口試樣是模擬金屬材料(liao)(liao)中宏觀裂(lie)紋(wen)和各種(zhong)加(jia)工缺(que)(que)口效應(ying)以考(kao)察材料(liao)(liao)應(ying)力(li)腐蝕敏感性(xing)的(de)專門(men)試樣。使用缺(que)(que)口效應(ying)有以下優點(dian)：①. 縮短(duan)孕(yun)育期，加(jia)速(su)(su)應(ying)力(li)腐蝕進程；②. 使應(ying)力(li)腐蝕限定于(yu)缺(que)(que)口區域；③. 改善測(ce)量數據的(de)重現(xian)性(xing)；④. 便于(yu)測(ce)量某些參(can)數，如(ru)裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)速(su)(su)率。


 3. 預制裂紋(wen)試樣


  預制裂紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)是預開(kai)機械缺口并經(jing)疲勞(lao)法處(chu)理(li)產生裂紋(wen)的試(shi)(shi)樣(yang)，通過應力(li)(li)腐蝕(shi)實驗和斷裂力(li)(li)學分析(xi)，測試(shi)(shi)結果(guo)可用于工程(cheng)設(she)(she)計、安全評定和壽命設(she)(she)計。這(zhe)種基(ji)于斷裂力(li)(li)學的預制裂紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)，由于顯著地縮短了孕育期而加速應力(li)(li)腐蝕(shi)破(po)壞，測試(shi)(shi)時間短，數據比較集中，便(bian)于研(yan)究裂紋(wen)擴(kuo)展動力(li)(li)學過程(cheng)。



二、應力腐蝕實驗的加載方式


 在應力腐(fu)蝕(shi)實(shi)驗中，應根據實(shi)驗目(mu)的選擇合適的試樣類型和(he)加載方(fang)(fang)式(shi)。加載方(fang)(fang)式(shi)通(tong)常可以分為恒載荷、恒變形和(he)慢應變速率拉伸(shen)加載三種方(fang)(fang)式(shi)。


 1. 恒載荷加載方式


 利用砝(fa)碼、力矩(ju)、彈簧等(deng)對試(shi)樣(yang)(yang)(yang)施加(jia)(jia)一定(ding)(ding)的(de)(de)載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)進行應(ying)力腐蝕實(shi)驗(yan)(yan)。這種(zhong)加(jia)(jia)載(zai)(zai)應(ying)力的(de)(de)方(fang)式往往用于模擬工(gong)程(cheng)構(gou)件(jian)(jian)可(ke)能受(shou)到的(de)(de)工(gong)作應(ying)力和加(jia)(jia)工(gong)應(ying)力。可(ke)采用直(zhi)接(jie)拉伸(shen)加(jia)(jia)載(zai)(zai)，如在一端固(gu)定(ding)(ding)的(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)上直(zhi)接(jie)懸掛砝(fa)碼；也可(ke)采用杠桿(gan)系統加(jia)(jia)載(zai)(zai)，這種(zhong)方(fang)式始終具有(you)恒(heng)定(ding)(ding)的(de)(de)外加(jia)(jia)載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)。恒(heng)載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)應(ying)力腐蝕實(shi)驗(yan)(yan)雖然(ran)外加(jia)(jia)載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)是恒(heng)定(ding)(ding)的(de)(de)，但試(shi)樣(yang)(yang)(yang)在暴露(lu)過(guo)程(cheng)中由于腐蝕和產生裂(lie)紋使其橫截面積不斷減(jian)小，從而使斷裂(lie)面上的(de)(de)有(you)效應(ying)力不斷增加(jia)(jia)。與恒(heng)變形實(shi)驗(yan)(yan)相(xiang)比，必然(ran)導致試(shi)樣(yang)(yang)(yang)過(guo)早斷裂(lie)。恒(heng)載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)實(shi)驗(yan)(yan)條件(jian)(jian)更(geng)(geng)為嚴苛，試(shi)樣(yang)(yang)(yang)壽命更(geng)(geng)短(duan)，應(ying)力腐蝕的(de)(de)臨界應(ying)力更(geng)(geng)低。


 2. 恒變形加(jia)載方(fang)式


 通過(guo)直接拉伸或彎曲使(shi)(shi)試樣變(bian)(bian)(bian)(bian)形而(er)(er)產生拉應(ying)力(li)，利(li)用具有足夠剛性(xing)的(de)框(kuang)架維持這種變(bian)(bian)(bian)(bian)形或者直接采用加(jia)(jia)力(li)框(kuang)架，以保(bao)證試樣變(bian)(bian)(bian)(bian)形恒(heng)定(ding)，此(ci)為(wei)(wei)恒(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形加(jia)(jia)載方式(shi)。這種加(jia)(jia)載應(ying)力(li)方式(shi)的(de)試樣類型(xing)及恒(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形加(jia)(jia)載的(de)預(yu)制裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)試樣等均屬于恒(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形加(jia)(jia)載方式(shi)。恒(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形應(ying)力(li)腐蝕(shi)實驗過(guo)程中，當裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)產生后還(huan)會(hui)引起應(ying)力(li)下(xia)降，這是因(yin)為(wei)(wei)應(ying)力(li)在(zai)裂(lie)尖高度集(ji)中，使(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)張開，而(er)(er)且有一(yi)部(bu)分外加(jia)(jia)彈性(xing)應(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)轉變(bian)(bian)(bian)(bian)成為(wei)(wei)塑性(xing)應(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)，應(ying)力(li)下(xia)降使(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)發展放慢或終止，因(yin)此(ci)可能觀(guan)察不(bu)到試樣完全(quan)斷(duan)裂(lie)的(de)現象，只能借助微觀(guan)金相(xiang)檢查分析裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)生成。此(ci)外，為(wei)(wei)確定(ding)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)最初出現的(de)時間，經常需要中斷(duan)實驗，取(qu)出試樣觀(guan)察。


3. 慢(man)應(ying)變速(su)率加載方式


 慢應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變速率實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)法(fa)是由P.N.Parkins 和(he) Honthorne等人提(ti)出，并作為實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)法(fa)而建立起(qi)來的(de)，1977年統一(yi)命(ming)名為SSRT.作為實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)法(fa)，最(zui)初(chu)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)于(yu)快速選材(cai)、判斷(duan)不同合金(jin)成(cheng)分(fen)和(he)不同結構等對(dui)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)敏感性(xing)或(huo)對(dui)各類電化學參數的(de)影響等，近年來已用(yong)于(yu)理(li)論研究(jiu)，并逐漸成(cheng)為研究(jiu)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)行為的(de)經典方(fang)法(fa)，已被(bei)ISO和(he)ASTM定為判斷(duan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)開裂的(de)一(yi)種(zhong)(zhong)標準方(fang)法(fa)。SSRT方(fang)法(fa)提(ti)供了在傳(chuan)統應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)不能迅速激(ji)發應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)環境里確定延性(xing)材(cai)料應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)敏感性(xing)的(de)快速實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)法(fa)，由于(yu)它具(ju)有可(ke)大大縮(suo)短應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)周期，并且可(ke)以采用(yong)光(guang)滑小試樣等一(yi)系列優點，因而被(bei)廣泛應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)于(yu)各種(zhong)(zhong)材(cai)料一(yi)介質的(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)研究(jiu)。


 一(yi)些研(yan)究者(zhe)認為(wei)：在發生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕的(de)體系中(zhong)(zhong)，應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)作(zuo)用是為(wei)了促(cu)進應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)率(lv)，真正(zheng)控(kong)制應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕裂(lie)紋發生(sheng)和(he)擴展的(de)參數是應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)率(lv)而不是應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)本身。事實上，在恒載荷和(he)恒應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)實驗中(zhong)(zhong)以(yi)及在實際發生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕的(de)設備部件中(zhong)(zhong)，裂(lie)紋擴展的(de)同時也或多(duo)或少地伴有緩慢的(de)動(dong)態(tai)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)，應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)率(lv)取決于初始應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)值和(he)控(kong)制蠕變(bian)(bian)的(de)各(ge)冶金參量(liang)。電子金相(xiang)研(yan)究表明(ming)，應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕是通過外(wai)加應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)所產生(sheng)的(de)滑移臺階上的(de)腐(fu)蝕產生(sheng)的(de)，某一(yi)體系的(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕只在某一(yi)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)率(lv)范圍內才顯示出(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。