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(ying)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(de)試樣(yang)


 應(ying)力腐蝕實驗的試(shi)(shi)樣一般(ban)可分為三類：光滑試(shi)(shi)樣、缺口(kou)試(shi)(shi)樣和(he)預制裂(lie)紋試(shi)(shi)樣。


 a. 光滑(hua)試樣


光滑(hua)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)是(shi)在傳統力(li)學實(shi)驗中(zhong)常用(yong)的試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)，也是(shi)應(ying)(ying)力(li)腐蝕實(shi)驗中(zhong)用(yong)得(de)最多的試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)類(lei)型(xing)。應(ying)(ying)力(li)腐蝕實(shi)驗中(zhong)靜止加載的光滑(hua)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)可以分為(wei)三大類(lei)：彈性(xing)(xing)應(ying)(ying)變試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、塑性(xing)(xing)應(ying)(ying)變試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)和殘余應(ying)(ying)力(li)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)。彈性(xing)(xing)應(ying)(ying)變試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)包括(kuo)彎梁試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、C形環(huan)(huan)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、O形環(huan)(huan)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、拉伸(shen)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)和音叉試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)。


 b. 缺口試樣


  缺(que)口試(shi)樣是模擬金屬材料(liao)中宏觀裂(lie)紋和各種加(jia)工缺(que)口效應(ying)以考(kao)察材料(liao)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感性的(de)專門試(shi)樣。使(shi)用缺(que)口效應(ying)有以下優點：①. 縮短孕育(yu)期，加(jia)速(su)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)進程；②. 使(shi)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)限定于缺(que)口區域；③. 改善測(ce)量(liang)數據(ju)的(de)重(zhong)現性；④便(bian)于測(ce)量(liang)某些參數，如裂(lie)紋擴展速(su)率。


c. 預(yu)制裂(lie)紋試樣


  預制裂(lie)紋試(shi)樣(yang)是預開機械缺口并經(jing)疲勞法處理產(chan)生裂(lie)紋的試(shi)樣(yang)，通過應力(li)腐(fu)蝕實驗和斷裂(lie)力(li)學分析(xi)，測試(shi)結(jie)果(guo)可用于工程設計、安全評定和壽命設計。這種基于斷裂(lie)力(li)學的預制裂(lie)紋試(shi)樣(yang)，由(you)于顯著(zhu)地(di)縮短(duan)了孕育期而(er)加速應力(li)腐(fu)蝕破壞，測試(shi)時間短(duan)，數據比較(jiao)集中，便于研究裂(lie)紋擴展動力(li)學過程。



2. 應(ying)力腐蝕實驗的加載方式


 在應力(li)腐蝕實驗中，應根(gen)據實驗目(mu)的選擇合適(shi)的試樣類型(xing)和加(jia)載(zai)方式。加(jia)載(zai)方式通常可以分為(wei)恒載(zai)荷、恒變形和慢應變速率拉伸加(jia)載(zai)三種方式。


 a. 恒載荷加(jia)載方(fang)式


 利(li)用(yong)砝(fa)碼、力(li)矩、彈簧等(deng)對試(shi)樣(yang)施加一(yi)定(ding)的(de)(de)載(zai)(zai)荷(he)進行應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)。這種加載(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)方(fang)式往(wang)往(wang)用(yong)于(yu)模擬工(gong)程構件(jian)可能受到的(de)(de)工(gong)作(zuo)應(ying)(ying)力(li)和(he)加工(gong)應(ying)(ying)力(li)。可采(cai)用(yong)直接拉伸加載(zai)(zai)，如(ru)在一(yi)端固定(ding)的(de)(de)試(shi)樣(yang)上直接懸掛砝(fa)碼；也(ye)可采(cai)用(yong)杠桿系統加載(zai)(zai)，這種方(fang)式始終具有恒定(ding)的(de)(de)外加載(zai)(zai)荷(he)。恒載(zai)(zai)荷(he)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)雖然外加載(zai)(zai)荷(he)是恒定(ding)的(de)(de)，但(dan)試(shi)樣(yang)在暴(bao)露過程中由于(yu)腐(fu)蝕(shi)和(he)產生裂(lie)(lie)紋使(shi)(shi)其橫(heng)截面積(ji)不(bu)斷(duan)減小，從而使(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)面上的(de)(de)有效(xiao)應(ying)(ying)力(li)不(bu)斷(duan)增加。與恒變形實(shi)(shi)驗(yan)相比，必然導(dao)致試(shi)樣(yang)過早斷(duan)裂(lie)(lie)。恒載(zai)(zai)荷(he)實(shi)(shi)驗(yan)條件(jian)更為(wei)嚴苛，試(shi)樣(yang)壽命更短，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)臨(lin)界應(ying)(ying)力(li)更低。


 b. 恒變形加載方(fang)式


通過直(zhi)接拉伸(shen)或(huo)彎曲使(shi)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)變(bian)形(xing)(xing)而(er)產生拉應力(li)，利(li)用(yong)具有足夠剛性(xing)的(de)框架維持這種變(bian)形(xing)(xing)或(huo)者直(zhi)接采用(yong)加(jia)(jia)力(li)框架，以保證試(shi)(shi)樣(yang)(yang)變(bian)形(xing)(xing)恒(heng)定，此為(wei)(wei)恒(heng)變(bian)形(xing)(xing)加(jia)(jia)載(zai)方(fang)式。這種加(jia)(jia)載(zai)應力(li)方(fang)式的(de)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)類型及恒(heng)變(bian)形(xing)(xing)加(jia)(jia)載(zai)的(de)預制裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)等均屬于恒(heng)變(bian)形(xing)(xing)加(jia)(jia)載(zai)方(fang)式。恒(heng)變(bian)形(xing)(xing)應力(li)腐蝕(shi)實驗過程中，當裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)產生后還會引(yin)起應力(li)下(xia)降(jiang)，這是(shi)因為(wei)(wei)應力(li)在裂(lie)(lie)尖高度集中，使(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)張開，而(er)且有一部分外加(jia)(jia)彈性(xing)應變(bian)轉(zhuan)變(bian)成為(wei)(wei)塑性(xing)應變(bian)，應力(li)下(xia)降(jiang)使(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)發展放慢或(huo)終止，因此可能(neng)觀(guan)察不到試(shi)(shi)樣(yang)(yang)完全斷裂(lie)(lie)的(de)現象，只能(neng)借助微觀(guan)金相檢查分析(xi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)生成。此外，為(wei)(wei)確(que)定裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)最初出現的(de)時間，經(jing)常需(xu)要(yao)中斷實驗，取出試(shi)(shi)樣(yang)(yang)觀(guan)察。


 c. 慢應變速率加載方式


 慢應(ying)(ying)變速率實(shi)(shi)驗（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)(fang)法(fa)(fa)是由(you)P.N.Parkins 和 Honthorne等人提出，并作為(wei)實(shi)(shi)驗室(shi)實(shi)(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)(fa)而建立起來(lai)的(de)，1977年統一命名為(wei)SSRT.作為(wei)實(shi)(shi)驗室(shi)實(shi)(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)(fa)，最(zui)初應(ying)(ying)用(yong)于(yu)快速選(xuan)材、判斷不(bu)(bu)(bu)同合(he)金成(cheng)分和不(bu)(bu)(bu)同結(jie)構等對(dui)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)敏(min)感(gan)性(xing)或對(dui)各類電(dian)化學(xue)參數的(de)影響等，近(jin)年來(lai)已用(yong)于(yu)理論研究，并逐漸成(cheng)為(wei)研究應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)行為(wei)的(de)經典(dian)方(fang)(fang)法(fa)(fa)，已被ISO和ASTM定為(wei)判斷應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)開裂(lie)的(de)一種標(biao)準方(fang)(fang)法(fa)(fa)。SSRT方(fang)(fang)法(fa)(fa)提供了在傳統應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗不(bu)(bu)(bu)能迅速激發(fa)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)環境(jing)里確(que)定延性(xing)材料應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)的(de)快速實(shi)(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)(fa)，由(you)于(yu)它具有可(ke)大大縮短應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗周期，并且可(ke)以采用(yong)光滑小試樣(yang)等一系列優點(dian)，因而被廣泛應(ying)(ying)用(yong)于(yu)各種材料一介質的(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)研究。


  一些研究(jiu)者(zhe)認為：在(zai)發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)體(ti)系中，應(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)作用是(shi)為了促(cu)進應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)率(lv)(lv)(lv)，真(zhen)正(zheng)控制應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕裂紋發生(sheng)(sheng)和(he)擴展的(de)參數是(shi)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)率(lv)(lv)(lv)而(er)不是(shi)應(ying)(ying)(ying)力(li)本身。事實(shi)上(shang)，在(zai)恒載(zai)荷和(he)恒應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)實(shi)驗中以及(ji)在(zai)實(shi)際(ji)發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)設(she)備部件(jian)中，裂紋擴展的(de)同時也或(huo)多或(huo)少地(di)伴有緩慢的(de)動態應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)，應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)率(lv)(lv)(lv)取決于(yu)初始(shi)應(ying)(ying)(ying)力(li)值(zhi)和(he)控制蠕(ru)變(bian)(bian)的(de)各(ge)冶金參量。電(dian)子金相(xiang)研究(jiu)表明(ming)，應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕是(shi)通過外加(jia)應(ying)(ying)(ying)力(li)所產生(sheng)(sheng)的(de)滑移臺階上(shang)的(de)腐(fu)蝕產生(sheng)(sheng)的(de)，某(mou)一體(ti)系的(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕只在(zai)某(mou)一應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)率(lv)(lv)(lv)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。