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(li)腐(fu)蝕開(kai)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. 應力腐蝕實驗的試(shi)樣


 應力腐蝕實驗的試樣(yang)一般可分為三類(lei)：光滑試樣(yang)、缺(que)口試樣(yang)和(he)預制裂紋試樣(yang)。


 a. 光滑試樣


光(guang)滑(hua)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)是在傳統力(li)(li)學實(shi)(shi)驗中(zhong)常用(yong)的試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)，也是應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)實(shi)(shi)驗中(zhong)用(yong)得最多的試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)類(lei)型。應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)實(shi)(shi)驗中(zhong)靜止(zhi)加載的光(guang)滑(hua)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)可(ke)以(yi)分為(wei)三大類(lei)：彈(dan)性應(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、塑性應(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)和(he)殘余應(ying)力(li)(li)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)。彈(dan)性應(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)包括(kuo)彎(wan)梁試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、C形(xing)環試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、O形(xing)環試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、拉伸試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)和(he)音叉試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)。


 b. 缺口試樣


  缺口(kou)(kou)試樣是模擬金(jin)屬材料中宏觀裂紋和各種加工(gong)缺口(kou)(kou)效應(ying)以(yi)考(kao)察(cha)材料應(ying)力(li)(li)腐蝕敏感性的專(zhuan)門試樣。使用缺口(kou)(kou)效應(ying)有以(yi)下優點：①. 縮短孕育期，加速(su)應(ying)力(li)(li)腐蝕進程；②. 使應(ying)力(li)(li)腐蝕限(xian)定于缺口(kou)(kou)區域；③. 改(gai)善測量數(shu)據的重現(xian)性；④便(bian)于測量某些參數(shu)，如裂紋擴展(zhan)速(su)率。


c. 預制裂紋試樣


  預制裂(lie)(lie)紋試(shi)樣是預開機械缺口并(bing)經疲勞法(fa)處理產生裂(lie)(lie)紋的試(shi)樣，通過應力腐蝕(shi)實驗和斷(duan)裂(lie)(lie)力學(xue)分析，測(ce)試(shi)結果(guo)可用于(yu)(yu)工程設計、安全(quan)評定和壽命設計。這種基于(yu)(yu)斷(duan)裂(lie)(lie)力學(xue)的預制裂(lie)(lie)紋試(shi)樣，由于(yu)(yu)顯(xian)著地縮短了孕育(yu)期而加速應力腐蝕(shi)破壞(huai)，測(ce)試(shi)時間短，數據比較集中(zhong)，便于(yu)(yu)研究(jiu)裂(lie)(lie)紋擴(kuo)展動(dong)力學(xue)過程。



2. 應力腐蝕(shi)實驗的加載(zai)方式(shi)


 在(zai)應力(li)腐蝕實驗(yan)中，應根據實驗(yan)目的(de)(de)選擇合適的(de)(de)試樣類(lei)型和加載方(fang)(fang)式。加載方(fang)(fang)式通常可以分為恒載荷、恒變形和慢應變速率拉伸加載三種方(fang)(fang)式。


 a. 恒(heng)載荷加載方式


 利用砝碼、力(li)(li)(li)(li)矩(ju)、彈簧等對試(shi)樣(yang)(yang)施(shi)加(jia)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)載(zai)(zai)(zai)荷(he)進行應力(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)實驗(yan)(yan)。這(zhe)種加(jia)載(zai)(zai)(zai)應力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)方式往往用于模擬工程(cheng)構件可能受到(dao)的(de)(de)(de)工作應力(li)(li)(li)(li)和加(jia)工應力(li)(li)(li)(li)。可采(cai)用直(zhi)(zhi)接拉伸加(jia)載(zai)(zai)(zai)，如在一(yi)端(duan)固定(ding)的(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)上(shang)直(zhi)(zhi)接懸掛砝碼；也可采(cai)用杠(gang)桿系統(tong)加(jia)載(zai)(zai)(zai)，這(zhe)種方式始終(zhong)具有恒定(ding)的(de)(de)(de)外加(jia)載(zai)(zai)(zai)荷(he)。恒載(zai)(zai)(zai)荷(he)應力(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)實驗(yan)(yan)雖然(ran)(ran)外加(jia)載(zai)(zai)(zai)荷(he)是恒定(ding)的(de)(de)(de)，但試(shi)樣(yang)(yang)在暴露過(guo)程(cheng)中由于腐蝕(shi)和產生裂(lie)紋使其橫截面積不(bu)斷減小(xiao)，從而(er)使斷裂(lie)面上(shang)的(de)(de)(de)有效應力(li)(li)(li)(li)不(bu)斷增(zeng)加(jia)。與(yu)恒變形實驗(yan)(yan)相(xiang)比，必(bi)然(ran)(ran)導致試(shi)樣(yang)(yang)過(guo)早斷裂(lie)。恒載(zai)(zai)(zai)荷(he)實驗(yan)(yan)條件更為嚴苛(ke)，試(shi)樣(yang)(yang)壽(shou)命更短，應力(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)臨界應力(li)(li)(li)(li)更低。


 b. 恒變形加載(zai)方式


通過(guo)直接拉伸或(huo)彎曲使試(shi)樣(yang)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)而產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)拉應(ying)(ying)力，利用具有足夠剛性(xing)的(de)(de)框(kuang)架(jia)維持這種變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)或(huo)者(zhe)直接采用加力框(kuang)架(jia)，以保證試(shi)樣(yang)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)恒(heng)(heng)定，此為恒(heng)(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)加載(zai)方式。這種加載(zai)應(ying)(ying)力方式的(de)(de)試(shi)樣(yang)類(lei)型及恒(heng)(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)加載(zai)的(de)(de)預制裂(lie)(lie)紋(wen)試(shi)樣(yang)等均屬(shu)于(yu)恒(heng)(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)加載(zai)方式。恒(heng)(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)實(shi)驗過(guo)程中，當(dang)裂(lie)(lie)紋(wen)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)后(hou)還會引起應(ying)(ying)力下降，這是因為應(ying)(ying)力在裂(lie)(lie)尖高度(du)集中，使裂(lie)(lie)紋(wen)張開，而且有一部分(fen)(fen)外加彈性(xing)應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)轉變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)成為塑性(xing)應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)，應(ying)(ying)力下降使裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)發展放慢或(huo)終止，因此可能觀察不到試(shi)樣(yang)完全(quan)斷裂(lie)(lie)的(de)(de)現(xian)象(xiang)，只能借助(zhu)微觀金相檢(jian)查分(fen)(fen)析裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)生(sheng)(sheng)成。此外，為確定裂(lie)(lie)紋(wen)最初出現(xian)的(de)(de)時間，經常需要(yao)中斷實(shi)驗，取(qu)出試(shi)樣(yang)觀察。


 c. 慢應變速率加載方式


 慢應(ying)(ying)變(bian)速率實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)(fang)法(fa)是由(you)P.N.Parkins 和 Honthorne等人提(ti)出，并作(zuo)為(wei)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)室實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)而建立起(qi)來的(de)，1977年統一(yi)命名為(wei)SSRT.作(zuo)為(wei)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)室實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)，最初(chu)應(ying)(ying)用(yong)(yong)于(yu)快速選材、判斷不同合金成分和不同結構(gou)等對應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)敏(min)感性(xing)或對各(ge)類電化學參數的(de)影響(xiang)等，近年來已用(yong)(yong)于(yu)理論研(yan)究(jiu)(jiu)，并逐漸成為(wei)研(yan)究(jiu)(jiu)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)行為(wei)的(de)經典方(fang)(fang)法(fa)，已被(bei)ISO和ASTM定(ding)為(wei)判斷應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)開裂的(de)一(yi)種標準方(fang)(fang)法(fa)。SSRT方(fang)(fang)法(fa)提(ti)供了(le)在傳統應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)不能迅速激發應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)環境里(li)確定(ding)延性(xing)材料應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)敏(min)感性(xing)的(de)快速實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)，由(you)于(yu)它具有可(ke)(ke)大大縮(suo)短(duan)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)周(zhou)期，并且可(ke)(ke)以采用(yong)(yong)光滑小試樣(yang)等一(yi)系列優點，因而被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)(ying)用(yong)(yong)于(yu)各(ge)種材料一(yi)介質(zhi)的(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)研(yan)究(jiu)(jiu)。


  一(yi)(yi)些研(yan)(yan)究者(zhe)認為(wei)：在發生應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)體(ti)系中，應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)的(de)作用是(shi)為(wei)了促(cu)進應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率(lv)，真正控制應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋發生和擴展的(de)參數是(shi)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率(lv)而(er)不是(shi)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)本身。事實上，在恒載荷(he)和恒應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變實驗中以及在實際發生應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)設備部(bu)件中，裂(lie)紋擴展的(de)同時(shi)也或多或少地伴有緩慢(man)的(de)動態應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變，應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率(lv)取決于初始應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)值和控制蠕變的(de)各冶金(jin)參量。電子金(jin)相(xiang)研(yan)(yan)究表明，應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)通過外加應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)所產生的(de)滑(hua)移臺階上的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)產生的(de)，某一(yi)(yi)體(ti)系的(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)只(zhi)在某一(yi)(yi)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率(lv)范圍內才顯示(shi)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。