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。


1. 應力腐蝕實驗的試樣


 應力腐蝕實(shi)驗的試(shi)(shi)(shi)樣一般可分(fen)為三類：光滑試(shi)(shi)(shi)樣、缺口試(shi)(shi)(shi)樣和預制裂紋試(shi)(shi)(shi)樣。


 a. 光(guang)滑(hua)試樣


光滑(hua)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)是在傳統力(li)(li)(li)學實驗中(zhong)(zhong)常(chang)用的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)，也是應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕實驗中(zhong)(zhong)用得最多的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)類(lei)型。應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕實驗中(zhong)(zhong)靜止加載的(de)光滑(hua)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)可以分為三大類(lei)：彈(dan)性(xing)(xing)(xing)應(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、塑(su)性(xing)(xing)(xing)應(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)和殘(can)余(yu)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)。彈(dan)性(xing)(xing)(xing)應(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)包(bao)括彎梁試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、C形環(huan)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、O形環(huan)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、拉伸試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)和音叉試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)。


 b. 缺口試樣


  缺(que)口(kou)試樣是模擬金屬(shu)材(cai)料中宏(hong)觀(guan)裂紋(wen)和(he)各種加工缺(que)口(kou)效應(ying)(ying)以考察材(cai)料應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)的(de)專(zhuan)門(men)試樣。使用缺(que)口(kou)效應(ying)(ying)有(you)以下優點：①. 縮短孕育期，加速應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)進(jin)程(cheng)；②. 使應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)限(xian)定于(yu)(yu)缺(que)口(kou)區域；③. 改善測(ce)量數據的(de)重(zhong)現性(xing)；④便(bian)于(yu)(yu)測(ce)量某些參(can)數，如(ru)裂紋(wen)擴展速率(lv)。


c. 預制裂紋試(shi)樣


  預(yu)制(zhi)裂紋試(shi)樣是預(yu)開機械(xie)缺(que)口并經疲勞法處理(li)產生裂紋的(de)試(shi)樣，通過應(ying)力(li)(li)腐蝕實(shi)驗和斷裂力(li)(li)學分析，測(ce)試(shi)結果(guo)可用于工程設計、安(an)全評定(ding)和壽命設計。這(zhe)種基于斷裂力(li)(li)學的(de)預(yu)制(zhi)裂紋試(shi)樣，由于顯著(zhu)地縮短(duan)了孕育期而加速應(ying)力(li)(li)腐蝕破壞，測(ce)試(shi)時(shi)間短(duan)，數據比較集中，便于研(yan)究裂紋擴展動力(li)(li)學過程。



2. 應力腐蝕實驗(yan)的(de)加(jia)載方式


 在(zai)應力(li)腐蝕(shi)實驗中，應根據實驗目的選擇合適的試樣類型(xing)和(he)加(jia)載方式。加(jia)載方式通常可以分為恒(heng)載荷、恒(heng)變形和(he)慢(man)應變速率拉伸加(jia)載三種方式。


 a. 恒(heng)載(zai)(zai)荷加載(zai)(zai)方(fang)式


 利(li)用砝碼、力(li)(li)矩、彈簧等(deng)對試(shi)樣施加(jia)(jia)(jia)一定(ding)的(de)載(zai)(zai)荷進(jin)行應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕實驗(yan)。這種加(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)應(ying)力(li)(li)的(de)方式往(wang)往(wang)用于模擬工(gong)程構件可能(neng)受到的(de)工(gong)作應(ying)力(li)(li)和(he)加(jia)(jia)(jia)工(gong)應(ying)力(li)(li)。可采(cai)用直(zhi)接(jie)拉伸加(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)，如在一端固定(ding)的(de)試(shi)樣上直(zhi)接(jie)懸掛砝碼；也(ye)可采(cai)用杠桿系統加(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)，這種方式始(shi)終具有恒(heng)定(ding)的(de)外加(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)荷。恒(heng)載(zai)(zai)荷應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕實驗(yan)雖然外加(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)荷是恒(heng)定(ding)的(de)，但試(shi)樣在暴露過(guo)程中(zhong)由(you)于腐(fu)蝕和(he)產(chan)生裂紋(wen)使其橫截面積不斷(duan)減小，從而(er)使斷(duan)裂面上的(de)有效(xiao)應(ying)力(li)(li)不斷(duan)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)。與恒(heng)變形實驗(yan)相比，必然導致(zhi)試(shi)樣過(guo)早斷(duan)裂。恒(heng)載(zai)(zai)荷實驗(yan)條件更(geng)為嚴苛，試(shi)樣壽命更(geng)短(duan)，應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕的(de)臨界應(ying)力(li)(li)更(geng)低。


 b. 恒變形加(jia)載方式


通過(guo)直接拉伸或(huo)彎曲(qu)使(shi)試樣(yang)變(bian)(bian)(bian)形(xing)而產(chan)生拉應(ying)(ying)力，利用具(ju)有足夠剛性的(de)框(kuang)(kuang)架維(wei)持這種變(bian)(bian)(bian)形(xing)或(huo)者(zhe)直接采用加力框(kuang)(kuang)架，以保證試樣(yang)變(bian)(bian)(bian)形(xing)恒定(ding)，此為(wei)恒變(bian)(bian)(bian)形(xing)加載方(fang)(fang)式(shi)。這種加載應(ying)(ying)力方(fang)(fang)式(shi)的(de)試樣(yang)類型及恒變(bian)(bian)(bian)形(xing)加載的(de)預制裂(lie)(lie)紋(wen)試樣(yang)等(deng)均屬(shu)于恒變(bian)(bian)(bian)形(xing)加載方(fang)(fang)式(shi)。恒變(bian)(bian)(bian)形(xing)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)實驗過(guo)程中(zhong)，當裂(lie)(lie)紋(wen)產(chan)生后(hou)還會(hui)引起應(ying)(ying)力下降，這是因為(wei)應(ying)(ying)力在(zai)裂(lie)(lie)尖高度集中(zhong)，使(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)張開(kai)，而且有一部分(fen)外(wai)加彈性應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)成(cheng)為(wei)塑性應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)，應(ying)(ying)力下降使(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)發展放慢或(huo)終止，因此可能觀(guan)察不到試樣(yang)完全斷裂(lie)(lie)的(de)現象，只能借助(zhu)微觀(guan)金相檢查分(fen)析(xi)裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)生成(cheng)。此外(wai)，為(wei)確定(ding)裂(lie)(lie)紋(wen)最初(chu)出現的(de)時間，經常需(xu)要(yao)中(zhong)斷實驗，取出試樣(yang)觀(guan)察。


 c. 慢應變速率加載方式(shi)


 慢應(ying)(ying)(ying)變(bian)速(su)率實(shi)(shi)驗(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方法(fa)(fa)(fa)是由P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)人提出(chu)，并(bing)作(zuo)為(wei)(wei)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室實(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法(fa)(fa)(fa)而建(jian)立起(qi)來(lai)的(de)(de)，1977年統一命(ming)名為(wei)(wei)SSRT.作(zuo)為(wei)(wei)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室實(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法(fa)(fa)(fa)，最初應(ying)(ying)(ying)用(yong)于快速(su)選材(cai)、判(pan)斷(duan)不(bu)(bu)同(tong)合金成分和不(bu)(bu)同(tong)結(jie)構等(deng)對應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)的(de)(de)敏感(gan)性(xing)或(huo)對各(ge)(ge)類電(dian)化(hua)學參(can)數的(de)(de)影響等(deng)，近年來(lai)已用(yong)于理論(lun)研究，并(bing)逐漸成為(wei)(wei)研究應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)行(xing)為(wei)(wei)的(de)(de)經典方法(fa)(fa)(fa)，已被ISO和ASTM定為(wei)(wei)判(pan)斷(duan)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)開裂的(de)(de)一種(zhong)標準方法(fa)(fa)(fa)。SSRT方法(fa)(fa)(fa)提供了在傳統應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)不(bu)(bu)能(neng)迅速(su)激發應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)的(de)(de)環境(jing)里確定延性(xing)材(cai)料應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)敏感(gan)性(xing)的(de)(de)快速(su)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法(fa)(fa)(fa)，由于它具有可大(da)大(da)縮短應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)周期，并(bing)且可以采用(yong)光滑小試樣(yang)等(deng)一系列優點，因而被廣(guang)泛(fan)應(ying)(ying)(ying)用(yong)于各(ge)(ge)種(zhong)材(cai)料一介質的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)研究。


  一些研究者認為：在(zai)發生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)體系中，應(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)作用是為了(le)促進應(ying)變(bian)(bian)速率(lv)，真(zhen)正(zheng)控(kong)制(zhi)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕裂紋(wen)發生(sheng)(sheng)和擴展的(de)(de)(de)參數是應(ying)變(bian)(bian)速率(lv)而不是應(ying)力(li)(li)本身。事(shi)實上(shang)(shang)，在(zai)恒載荷和恒應(ying)變(bian)(bian)實驗中以及在(zai)實際(ji)發生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)設備(bei)部件(jian)中，裂紋(wen)擴展的(de)(de)(de)同時(shi)也或(huo)多或(huo)少地伴有(you)緩(huan)慢(man)的(de)(de)(de)動態應(ying)變(bian)(bian)，應(ying)變(bian)(bian)速率(lv)取決(jue)于初始應(ying)力(li)(li)值和控(kong)制(zhi)蠕變(bian)(bian)的(de)(de)(de)各(ge)冶金參量。電子金相研究表(biao)明，應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕是通過外加(jia)應(ying)力(li)(li)所產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)滑移(yi)臺階(jie)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)，某(mou)一體系的(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕只在(zai)某(mou)一應(ying)變(bian)(bian)速率(lv)范(fan)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。