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(ying)力(li)腐蝕實驗的試(shi)樣


 應力腐(fu)蝕(shi)實驗的(de)試(shi)樣(yang)一(yi)般可分為三類：光(guang)滑試(shi)樣(yang)、缺口試(shi)樣(yang)和預制裂紋試(shi)樣(yang)。


  1. 光滑試樣


光滑試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)是在傳統力(li)學實驗(yan)中(zhong)(zhong)常用(yong)的試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)，也是應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕實驗(yan)中(zhong)(zhong)用(yong)得(de)最多的試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)類型。應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕實驗(yan)中(zhong)(zhong)靜止加載(zai)的光滑試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)可(ke)以分為三(san)大類：彈性應(ying)(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、塑(su)性應(ying)(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)和殘(can)余應(ying)(ying)(ying)力(li)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)。彈性應(ying)(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)包括彎梁試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、C形環試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、O形環試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、拉伸試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)和音叉試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)。


  2. 缺口試樣


  缺(que)(que)口試樣(yang)是(shi)模(mo)擬(ni)金屬(shu)材料中宏觀裂(lie)紋和各種加工缺(que)(que)口效應以(yi)(yi)考(kao)察(cha)材料應力(li)(li)(li)腐蝕敏感性的專門試樣(yang)。使用(yong)缺(que)(que)口效應有(you)以(yi)(yi)下優點：①. 縮短孕(yun)育期，加速應力(li)(li)(li)腐蝕進程；②. 使應力(li)(li)(li)腐蝕限(xian)定于(yu)缺(que)(que)口區(qu)域(yu)；③. 改善測(ce)量數據的重現性；④. 便于(yu)測(ce)量某些參數，如(ru)裂(lie)紋擴展速率。


 3. 預制裂紋試樣


  預(yu)制(zhi)裂(lie)(lie)紋(wen)試樣是預(yu)開(kai)機械缺口并經疲勞法處理產生裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)試樣，通過應(ying)力腐蝕(shi)實驗和(he)斷(duan)裂(lie)(lie)力學分(fen)析，測(ce)(ce)試結果可用于工程設(she)計、安全評定(ding)和(he)壽命設(she)計。這種基于斷(duan)裂(lie)(lie)力學的(de)預(yu)制(zhi)裂(lie)(lie)紋(wen)試樣，由(you)于顯(xian)著地縮短(duan)(duan)了孕育期而加速應(ying)力腐蝕(shi)破壞(huai)，測(ce)(ce)試時間短(duan)(duan)，數(shu)據比較集(ji)中，便于研究(jiu)裂(lie)(lie)紋(wen)擴展動力學過程。



二、應力腐蝕實驗的加載(zai)方式


 在應(ying)力腐(fu)蝕實驗中，應(ying)根據實驗目的選擇合(he)適的試樣類型和加載方式。加載方式通常可以分為(wei)恒載荷、恒變形和慢(man)應(ying)變速率拉伸加載三種方式。


 1. 恒載(zai)荷(he)加載(zai)方式


 利用(yong)砝(fa)碼、力(li)矩、彈(dan)簧(huang)等對試樣施加一定(ding)的(de)載(zai)荷(he)進行(xing)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)。這種加載(zai)應(ying)(ying)力(li)的(de)方(fang)式(shi)往往用(yong)于(yu)(yu)模擬(ni)工(gong)程(cheng)構件(jian)可能受到的(de)工(gong)作應(ying)(ying)力(li)和(he)加工(gong)應(ying)(ying)力(li)。可采用(yong)直(zhi)接(jie)(jie)拉伸加載(zai)，如在一端固定(ding)的(de)試樣上直(zhi)接(jie)(jie)懸掛(gua)砝(fa)碼；也可采用(yong)杠桿(gan)系統加載(zai)，這種方(fang)式(shi)始(shi)終具有恒(heng)(heng)定(ding)的(de)外加載(zai)荷(he)。恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)雖然外加載(zai)荷(he)是(shi)恒(heng)(heng)定(ding)的(de)，但試樣在暴露(lu)過(guo)程(cheng)中由于(yu)(yu)腐蝕(shi)和(he)產生裂(lie)紋使(shi)其(qi)橫截面(mian)積不斷(duan)(duan)(duan)減小，從而使(shi)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)面(mian)上的(de)有效(xiao)應(ying)(ying)力(li)不斷(duan)(duan)(duan)增加。與恒(heng)(heng)變形實(shi)(shi)驗(yan)相比，必然導(dao)致試樣過(guo)早斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)。恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)實(shi)(shi)驗(yan)條件(jian)更為嚴(yan)苛，試樣壽命更短，應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)臨(lin)界應(ying)(ying)力(li)更低。


 2. 恒變(bian)形(xing)加載(zai)方(fang)式


 通(tong)過直接拉(la)伸或彎曲使試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)而產生拉(la)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)，利用具有足夠剛性的(de)(de)框(kuang)架維持這種變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)或者直接采用加(jia)(jia)力(li)框(kuang)架，以保證試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)恒(heng)定，此(ci)(ci)為(wei)恒(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)加(jia)(jia)載方(fang)式。這種加(jia)(jia)載應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)方(fang)式的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)類型及(ji)恒(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)加(jia)(jia)載的(de)(de)預制裂紋(wen)(wen)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)等均屬于(yu)恒(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)加(jia)(jia)載方(fang)式。恒(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)驗過程中(zhong)，當裂紋(wen)(wen)產生后(hou)還會(hui)引起(qi)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)下(xia)降，這是因為(wei)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)在裂尖(jian)高度集中(zhong)，使裂紋(wen)(wen)張開，而且有一部(bu)分外加(jia)(jia)彈性應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)轉變(bian)(bian)(bian)(bian)成為(wei)塑(su)性應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)，應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)下(xia)降使裂紋(wen)(wen)的(de)(de)發展放慢或終止，因此(ci)(ci)可能(neng)觀(guan)察不(bu)到試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)完全斷(duan)裂的(de)(de)現象，只能(neng)借助微觀(guan)金相檢查分析裂紋(wen)(wen)的(de)(de)生成。此(ci)(ci)外，為(wei)確定裂紋(wen)(wen)最初出現的(de)(de)時間，經常需(xu)要中(zhong)斷(duan)實(shi)驗，取出試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)觀(guan)察。


3. 慢(man)應變速率加(jia)載方式


 慢應變速(su)率實(shi)驗（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)(fang)法(fa)是由P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)人提出，并作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)實(shi)驗室實(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)而(er)建立起來(lai)的(de)(de)(de)(de)，1977年(nian)統(tong)一(yi)命名為(wei)(wei)SSRT.作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)實(shi)驗室實(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)，最初應用于(yu)快速(su)選材(cai)、判斷(duan)不同合金成(cheng)分和不同結構等(deng)對(dui)應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)敏感性(xing)或對(dui)各類電(dian)化學參數的(de)(de)(de)(de)影響等(deng)，近(jin)年(nian)來(lai)已用于(yu)理論研究(jiu)，并逐漸成(cheng)為(wei)(wei)研究(jiu)應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕行為(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)經典方(fang)(fang)法(fa)，已被(bei)(bei)ISO和ASTM定為(wei)(wei)判斷(duan)應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕開裂的(de)(de)(de)(de)一(yi)種標(biao)準(zhun)方(fang)(fang)法(fa)。SSRT方(fang)(fang)法(fa)提供了在傳統(tong)應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕實(shi)驗不能迅速(su)激發應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)環境里確定延性(xing)材(cai)料應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕敏感性(xing)的(de)(de)(de)(de)快速(su)實(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)，由于(yu)它具有可(ke)大大縮短應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕實(shi)驗周期，并且可(ke)以采用光滑(hua)小試樣等(deng)一(yi)系列優點，因(yin)而(er)被(bei)(bei)廣泛(fan)應用于(yu)各種材(cai)料一(yi)介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕研究(jiu)。


 一些研究者認(ren)為：在(zai)發生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)體系中(zhong)，應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)作用是(shi)為了促進應(ying)(ying)變速(su)率，真正(zheng)控(kong)制(zhi)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕裂(lie)紋發生(sheng)和(he)擴展的(de)(de)(de)參數是(shi)應(ying)(ying)變速(su)率而不是(shi)應(ying)(ying)力(li)本身。事實(shi)上(shang)，在(zai)恒(heng)載荷和(he)恒(heng)應(ying)(ying)變實(shi)驗中(zhong)以及在(zai)實(shi)際發生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)設備部件中(zhong)，裂(lie)紋擴展的(de)(de)(de)同時也或(huo)多或(huo)少地伴有緩(huan)慢(man)的(de)(de)(de)動態應(ying)(ying)變，應(ying)(ying)變速(su)率取決于初始應(ying)(ying)力(li)值和(he)控(kong)制(zhi)蠕變的(de)(de)(de)各(ge)冶金參量。電(dian)子金相(xiang)研究表(biao)明，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕是(shi)通(tong)過外加應(ying)(ying)力(li)所(suo)產生(sheng)的(de)(de)(de)滑(hua)移臺(tai)階上(shang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕產生(sheng)的(de)(de)(de)，某(mou)一體系的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕只在(zai)某(mou)一應(ying)(ying)變速(su)率范圍內才顯示出來(lai)。


 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。