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、應力腐蝕(shi)實(shi)驗的試樣


 應力腐蝕實驗的試樣一般可分為三類(lei)：光滑(hua)試樣、缺(que)口試樣和預制裂(lie)紋(wen)試樣。


  1. 光滑試樣


光滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)是(shi)在傳統力(li)學實驗(yan)中(zhong)常用(yong)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)，也是(shi)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕實驗(yan)中(zhong)用(yong)得最多的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)類型。應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕實驗(yan)中(zhong)靜(jing)止(zhi)加載的(de)(de)光滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)可以分為三(san)大類：彈性(xing)應(ying)(ying)變(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、塑性(xing)應(ying)(ying)變(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)和(he)殘余應(ying)(ying)力(li)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)。彈性(xing)應(ying)(ying)變(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)包括彎(wan)梁(liang)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、C形環(huan)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、O形環(huan)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)、拉(la)伸試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)和(he)音叉試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)。


  2. 缺口試樣


  缺(que)(que)口試樣(yang)是模擬(ni)金屬材料中宏觀(guan)裂紋和各種(zhong)加工(gong)缺(que)(que)口效應(ying)以考(kao)察材料應(ying)力腐(fu)蝕敏感(gan)性(xing)的專門試樣(yang)。使用(yong)缺(que)(que)口效應(ying)有以下優點：①. 縮短孕育期，加速應(ying)力腐(fu)蝕進程；②. 使應(ying)力腐(fu)蝕限定于缺(que)(que)口區域(yu)；③. 改善(shan)測(ce)量數據(ju)的重現(xian)性(xing)；④. 便于測(ce)量某些參數，如裂紋擴展(zhan)速率。


 3. 預制裂紋試樣


  預(yu)制(zhi)裂(lie)紋試樣(yang)是預(yu)開機械缺口并(bing)經疲(pi)勞法處理產生裂(lie)紋的(de)試樣(yang)，通過(guo)應力(li)腐蝕(shi)實驗和斷裂(lie)力(li)學(xue)分析，測試結果可用于(yu)工(gong)程(cheng)設計、安全評(ping)定和壽命設計。這種基于(yu)斷裂(lie)力(li)學(xue)的(de)預(yu)制(zhi)裂(lie)紋試樣(yang)，由于(yu)顯著(zhu)地縮短了孕育(yu)期而加速(su)應力(li)腐蝕(shi)破(po)壞，測試時(shi)間(jian)短，數(shu)據(ju)比較集中，便于(yu)研究(jiu)裂(lie)紋擴展動力(li)學(xue)過(guo)程(cheng)。



二、應(ying)力腐蝕實驗的加載方式


 在應(ying)力(li)腐蝕實驗中，應(ying)根據(ju)實驗目(mu)的選擇合適的試樣類(lei)型和加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)方(fang)式(shi)。加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)方(fang)式(shi)通常可以分為恒載(zai)(zai)(zai)荷、恒變形(xing)和慢應(ying)變速率拉伸加(jia)(jia)載(zai)(zai)(zai)三種方(fang)式(shi)。


 1. 恒載荷(he)加載方式


 利用(yong)砝碼(ma)、力(li)矩、彈(dan)簧等對試(shi)樣(yang)施加(jia)(jia)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)載(zai)荷(he)進行應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕實(shi)驗。這種加(jia)(jia)載(zai)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)方(fang)式往往用(yong)于(yu)模擬工程構(gou)件可能受(shou)到(dao)的(de)(de)(de)工作(zuo)應(ying)(ying)力(li)和加(jia)(jia)工應(ying)(ying)力(li)。可采用(yong)直(zhi)接拉伸(shen)加(jia)(jia)載(zai)，如在(zai)(zai)一(yi)端固(gu)定(ding)的(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)上直(zhi)接懸掛砝碼(ma)；也可采用(yong)杠桿系統加(jia)(jia)載(zai)，這種方(fang)式始終具(ju)有恒(heng)(heng)定(ding)的(de)(de)(de)外加(jia)(jia)載(zai)荷(he)。恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕實(shi)驗雖然外加(jia)(jia)載(zai)荷(he)是恒(heng)(heng)定(ding)的(de)(de)(de)，但試(shi)樣(yang)在(zai)(zai)暴露過(guo)程中由(you)于(yu)腐(fu)蝕和產(chan)生裂(lie)紋(wen)使其(qi)橫截面積不(bu)斷(duan)(duan)(duan)減小，從而使斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)面上的(de)(de)(de)有效應(ying)(ying)力(li)不(bu)斷(duan)(duan)(duan)增加(jia)(jia)。與恒(heng)(heng)變(bian)形實(shi)驗相比，必(bi)然導(dao)致(zhi)試(shi)樣(yang)過(guo)早斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)。恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)實(shi)驗條件更(geng)為嚴苛(ke)，試(shi)樣(yang)壽命更(geng)短，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)臨界(jie)應(ying)(ying)力(li)更(geng)低。


 2. 恒(heng)變形加載方式


 通過直(zhi)接拉伸或彎曲(qu)使試(shi)樣(yang)變(bian)(bian)形(xing)而產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)拉應(ying)力，利用具有足夠剛(gang)性的(de)框架維持這(zhe)種(zhong)變(bian)(bian)形(xing)或者直(zhi)接采用加(jia)力框架，以保證試(shi)樣(yang)變(bian)(bian)形(xing)恒(heng)(heng)定(ding)，此為(wei)恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)加(jia)載(zai)方式。這(zhe)種(zhong)加(jia)載(zai)應(ying)力方式的(de)試(shi)樣(yang)類(lei)型及恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)加(jia)載(zai)的(de)預制(zhi)裂(lie)(lie)(lie)紋試(shi)樣(yang)等均屬于恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)加(jia)載(zai)方式。恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)應(ying)力腐蝕(shi)實(shi)驗(yan)過程中(zhong)，當裂(lie)(lie)(lie)紋產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)后還會引(yin)起應(ying)力下降，這(zhe)是因為(wei)應(ying)力在裂(lie)(lie)(lie)尖高度(du)集中(zhong)，使裂(lie)(lie)(lie)紋張(zhang)開，而且(qie)有一部分外(wai)加(jia)彈(dan)性應(ying)變(bian)(bian)轉變(bian)(bian)成(cheng)為(wei)塑性應(ying)變(bian)(bian)，應(ying)力下降使裂(lie)(lie)(lie)紋的(de)發展放(fang)慢或終止，因此可(ke)能觀察不到試(shi)樣(yang)完全斷裂(lie)(lie)(lie)的(de)現象(xiang)，只能借助微觀金相檢查分析裂(lie)(lie)(lie)紋的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)。此外(wai)，為(wei)確定(ding)裂(lie)(lie)(lie)紋最初出(chu)現的(de)時間(jian)，經常需要中(zhong)斷實(shi)驗(yan)，取出(chu)試(shi)樣(yang)觀察。


3. 慢應變速率加載(zai)方式


 慢應(ying)變速率實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)(fang)法是由(you)P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)(deng)人(ren)提(ti)(ti)出，并作(zuo)為實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法而建立起來的(de)(de)(de)，1977年統(tong)一(yi)命(ming)名為SSRT.作(zuo)為實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法，最初應(ying)用于(yu)快速選材(cai)、判斷不同(tong)合(he)金成分和不同(tong)結(jie)構等(deng)(deng)對(dui)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)敏(min)感性(xing)或對(dui)各(ge)(ge)類電(dian)化學(xue)參數(shu)的(de)(de)(de)影響等(deng)(deng)，近年來已用于(yu)理論(lun)研(yan)究，并逐漸成為研(yan)究應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)行(xing)為的(de)(de)(de)經典方(fang)(fang)法，已被(bei)ISO和ASTM定為判斷應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)開(kai)裂的(de)(de)(de)一(yi)種標(biao)準方(fang)(fang)法。SSRT方(fang)(fang)法提(ti)(ti)供了在傳統(tong)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)不能迅速激發(fa)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)環(huan)境里確定延性(xing)材(cai)料(liao)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏(min)感性(xing)的(de)(de)(de)快速實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法，由(you)于(yu)它具有(you)可(ke)大(da)大(da)縮短應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)周期(qi)，并且可(ke)以(yi)采(cai)用光滑小試樣等(deng)(deng)一(yi)系(xi)列(lie)優點，因而被(bei)廣泛應(ying)用于(yu)各(ge)(ge)種材(cai)料(liao)一(yi)介質的(de)(de)(de)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)研(yan)究。


 一(yi)(yi)些研究者認為(wei)：在發(fa)(fa)生應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)體(ti)系中(zhong)(zhong)，應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)作用(yong)是(shi)為(wei)了促進應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)(lv)(lv)，真正(zheng)控(kong)制應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂紋(wen)發(fa)(fa)生和(he)(he)擴展的(de)(de)參數是(shi)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)(lv)(lv)而不是(shi)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)本身。事實上，在恒(heng)載荷和(he)(he)恒(heng)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)實驗中(zhong)(zhong)以及(ji)在實際(ji)發(fa)(fa)生應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)設備部件中(zhong)(zhong)，裂紋(wen)擴展的(de)(de)同時也或多或少地伴有(you)緩(huan)慢(man)的(de)(de)動態(tai)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)，應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)(lv)(lv)取決(jue)于初始(shi)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)值(zhi)和(he)(he)控(kong)制蠕變(bian)(bian)的(de)(de)各冶金(jin)參量。電子金(jin)相研究表明，應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是(shi)通過外加(jia)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)所產(chan)生的(de)(de)滑移臺階上的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)生的(de)(de)，某(mou)一(yi)(yi)體(ti)系的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)只在某(mou)一(yi)(yi)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)(lv)(lv)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。