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、應力腐蝕實驗的試樣(yang)


 應力腐蝕實驗的(de)試樣一般可分為三類：光滑試樣、缺口試樣和預(yu)制裂紋試樣。


  1. 光滑試(shi)樣


光(guang)滑試(shi)(shi)樣(yang)是在傳統力(li)學實驗(yan)中常用的試(shi)(shi)樣(yang)，也是應(ying)力(li)腐(fu)蝕實驗(yan)中用得最多的試(shi)(shi)樣(yang)類型。應(ying)力(li)腐(fu)蝕實驗(yan)中靜止加載的光(guang)滑試(shi)(shi)樣(yang)可以分為三大類：彈性(xing)應(ying)變試(shi)(shi)樣(yang)、塑(su)性(xing)應(ying)變試(shi)(shi)樣(yang)和(he)殘余應(ying)力(li)試(shi)(shi)樣(yang)。彈性(xing)應(ying)變試(shi)(shi)樣(yang)包括彎梁試(shi)(shi)樣(yang)、C形環試(shi)(shi)樣(yang)、O形環試(shi)(shi)樣(yang)、拉伸試(shi)(shi)樣(yang)和(he)音(yin)叉(cha)試(shi)(shi)樣(yang)。


  2. 缺口試(shi)樣


  缺(que)口(kou)試(shi)樣是模(mo)擬(ni)金屬材料(liao)中宏(hong)觀裂紋和各(ge)種加(jia)工(gong)缺(que)口(kou)效(xiao)應以(yi)考察材料(liao)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感性(xing)的專門試(shi)樣。使(shi)用缺(que)口(kou)效(xiao)應有以(yi)下優點：①. 縮(suo)短孕育期，加(jia)速應力腐(fu)(fu)蝕(shi)進程；②. 使(shi)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)限定于(yu)缺(que)口(kou)區域；③. 改善測(ce)量(liang)數據的重現性(xing)；④. 便(bian)于(yu)測(ce)量(liang)某些(xie)參數，如(ru)裂紋擴展速率。


 3. 預制(zhi)裂(lie)紋試樣(yang)


  預制(zhi)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣是預開(kai)機械缺口并經疲勞(lao)法處(chu)理產生裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)的試(shi)(shi)樣，通過(guo)應力(li)(li)腐蝕(shi)實驗和斷裂(lie)(lie)(lie)力(li)(li)學(xue)分析，測(ce)試(shi)(shi)結果可用(yong)于工程(cheng)(cheng)設計(ji)、安全評定和壽命設計(ji)。這種基于斷裂(lie)(lie)(lie)力(li)(li)學(xue)的預制(zhi)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣，由(you)于顯著地縮短(duan)了孕育期而加速應力(li)(li)腐蝕(shi)破壞，測(ce)試(shi)(shi)時間短(duan)，數(shu)據比較集中，便于研究裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)擴展動力(li)(li)學(xue)過(guo)程(cheng)(cheng)。



二、應力腐(fu)蝕實驗的加載方式(shi)


 在應(ying)力(li)腐蝕實驗中，應(ying)根據實驗目的選擇合適的試樣類型和加(jia)(jia)載方式。加(jia)(jia)載方式通(tong)常可以分為恒載荷、恒變(bian)形(xing)和慢應(ying)變(bian)速(su)率拉(la)伸加(jia)(jia)載三(san)種方式。


 1. 恒載(zai)荷加載(zai)方式


 利用砝(fa)碼(ma)(ma)、力(li)矩、彈簧等對(dui)試(shi)樣施(shi)加(jia)(jia)(jia)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)載荷進行應(ying)(ying)力(li)腐蝕實(shi)驗。這種(zhong)加(jia)(jia)(jia)載應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)方式往(wang)往(wang)用于模擬(ni)工程構件(jian)可能受到的(de)(de)(de)(de)工作應(ying)(ying)力(li)和加(jia)(jia)(jia)工應(ying)(ying)力(li)。可采用直接拉伸(shen)加(jia)(jia)(jia)載，如在(zai)一端固定(ding)的(de)(de)(de)(de)試(shi)樣上直接懸掛(gua)砝(fa)碼(ma)(ma)；也可采用杠(gang)桿系統加(jia)(jia)(jia)載，這種(zhong)方式始(shi)終(zhong)具有恒(heng)定(ding)的(de)(de)(de)(de)外加(jia)(jia)(jia)載荷。恒(heng)載荷應(ying)(ying)力(li)腐蝕實(shi)驗雖然(ran)外加(jia)(jia)(jia)載荷是恒(heng)定(ding)的(de)(de)(de)(de)，但試(shi)樣在(zai)暴露(lu)過程中由于腐蝕和產生(sheng)裂(lie)紋(wen)使其橫截面積不(bu)斷減小，從而使斷裂(lie)面上的(de)(de)(de)(de)有效應(ying)(ying)力(li)不(bu)斷增加(jia)(jia)(jia)。與(yu)恒(heng)變形實(shi)驗相(xiang)比，必(bi)然(ran)導(dao)致試(shi)樣過早斷裂(lie)。恒(heng)載荷實(shi)驗條件(jian)更為嚴苛，試(shi)樣壽命更短，應(ying)(ying)力(li)腐蝕的(de)(de)(de)(de)臨界(jie)應(ying)(ying)力(li)更低。


 2. 恒(heng)變形加載方式(shi)


 通過(guo)直(zhi)接拉伸或彎曲(qu)使(shi)試樣(yang)(yang)(yang)變(bian)形(xing)而(er)產生拉應(ying)力(li)，利用(yong)具有足夠剛性的(de)(de)框架維持這種(zhong)變(bian)形(xing)或者直(zhi)接采用(yong)加(jia)(jia)力(li)框架，以保證試樣(yang)(yang)(yang)變(bian)形(xing)恒(heng)(heng)(heng)定，此(ci)為(wei)恒(heng)(heng)(heng)變(bian)形(xing)加(jia)(jia)載方(fang)式。這種(zhong)加(jia)(jia)載應(ying)力(li)方(fang)式的(de)(de)試樣(yang)(yang)(yang)類型及(ji)恒(heng)(heng)(heng)變(bian)形(xing)加(jia)(jia)載的(de)(de)預制裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)試樣(yang)(yang)(yang)等均屬(shu)于恒(heng)(heng)(heng)變(bian)形(xing)加(jia)(jia)載方(fang)式。恒(heng)(heng)(heng)變(bian)形(xing)應(ying)力(li)腐(fu)蝕實(shi)驗過(guo)程中(zhong)，當裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)產生后還會引起應(ying)力(li)下降，這是(shi)因(yin)為(wei)應(ying)力(li)在(zai)裂(lie)(lie)尖(jian)高度集中(zhong)，使(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)張開，而(er)且有一部(bu)分外加(jia)(jia)彈性應(ying)變(bian)轉(zhuan)變(bian)成為(wei)塑性應(ying)變(bian)，應(ying)力(li)下降使(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)發展放慢(man)或終止，因(yin)此(ci)可能觀察不(bu)到試樣(yang)(yang)(yang)完全斷裂(lie)(lie)的(de)(de)現(xian)象，只(zhi)能借助(zhu)微觀金相檢查分析裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)生成。此(ci)外，為(wei)確定裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)最初(chu)出現(xian)的(de)(de)時間，經常需要(yao)中(zhong)斷實(shi)驗，取出試樣(yang)(yang)(yang)觀察。


3. 慢(man)應變(bian)速率加(jia)載(zai)方式


 慢應(ying)(ying)變速(su)(su)率實(shi)(shi)驗(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)(fang)法(fa)是由(you)P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)人提出，并(bing)(bing)作(zuo)為(wei)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)而建(jian)立起(qi)來的(de)(de)，1977年統一命名為(wei)SSRT.作(zuo)為(wei)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)，最初應(ying)(ying)用(yong)于(yu)快速(su)(su)選材、判斷不同合金(jin)成(cheng)分和不同結構(gou)等(deng)對應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)敏感性或對各類電化學參數(shu)的(de)(de)影響等(deng)，近年來已用(yong)于(yu)理論(lun)研(yan)究(jiu)，并(bing)(bing)逐(zhu)漸成(cheng)為(wei)研(yan)究(jiu)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)行為(wei)的(de)(de)經典方(fang)(fang)法(fa)，已被ISO和ASTM定為(wei)判斷應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)開裂的(de)(de)一種(zhong)標準方(fang)(fang)法(fa)。SSRT方(fang)(fang)法(fa)提供了在(zai)傳統應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)不能迅速(su)(su)激(ji)發應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)環(huan)境里確定延性材料應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)敏感性的(de)(de)快速(su)(su)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)，由(you)于(yu)它具有可大(da)大(da)縮短應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)周期，并(bing)(bing)且可以采用(yong)光(guang)滑(hua)小試樣等(deng)一系列優點(dian)，因而被廣(guang)泛應(ying)(ying)用(yong)于(yu)各種(zhong)材料一介(jie)質的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)研(yan)究(jiu)。


 一(yi)(yi)些研究(jiu)者認為：在(zai)(zai)(zai)發(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)體系中(zhong)，應(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)作用是(shi)為了促進應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)，真正控制應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂紋(wen)發(fa)生(sheng)(sheng)和擴(kuo)展(zhan)的(de)(de)(de)參數是(shi)應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)而不是(shi)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)本(ben)身。事(shi)實(shi)上，在(zai)(zai)(zai)恒載荷和恒應(ying)(ying)變(bian)實(shi)驗中(zhong)以(yi)及在(zai)(zai)(zai)實(shi)際發(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)設備部(bu)件中(zhong)，裂紋(wen)擴(kuo)展(zhan)的(de)(de)(de)同時也或多或少地伴(ban)有緩慢的(de)(de)(de)動態應(ying)(ying)變(bian)，應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)取決于初(chu)始應(ying)(ying)力(li)(li)(li)值(zhi)和控制蠕變(bian)的(de)(de)(de)各冶金(jin)參量。電(dian)子金(jin)相研究(jiu)表明，應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是(shi)通過外加(jia)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)所產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)滑(hua)移臺階上的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)，某一(yi)(yi)體系的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)只在(zai)(zai)(zai)某一(yi)(yi)應(ying)(ying)變(bian)速率(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。