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)腐蝕(shi)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(shi)實驗的試樣


 應力(li)腐蝕實(shi)驗的試(shi)樣(yang)一般可(ke)分(fen)為(wei)三類：光滑試(shi)樣(yang)、缺(que)口試(shi)樣(yang)和預制裂紋試(shi)樣(yang)。


 a. 光(guang)滑試樣


光滑(hua)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)是在傳統(tong)力(li)學(xue)實(shi)(shi)驗中常用的(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)，也是應力(li)腐蝕實(shi)(shi)驗中用得最多的(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)類型。應力(li)腐蝕實(shi)(shi)驗中靜止加載的(de)光滑(hua)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)可以分(fen)為三大類：彈性應變(bian)(bian)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)、塑性應變(bian)(bian)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)和(he)(he)殘余應力(li)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)。彈性應變(bian)(bian)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)包(bao)括(kuo)彎(wan)梁試(shi)樣(yang)(yang)(yang)、C形(xing)環試(shi)樣(yang)(yang)(yang)、O形(xing)環試(shi)樣(yang)(yang)(yang)、拉伸(shen)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)和(he)(he)音叉試(shi)樣(yang)(yang)(yang)。


 b. 缺口試樣


  缺口試樣(yang)是模擬金屬材料中宏(hong)觀裂紋(wen)和各種加工缺口效(xiao)應以(yi)考察材料應力(li)(li)腐蝕敏感性的(de)專門試樣(yang)。使用缺口效(xiao)應有以(yi)下(xia)優點：①. 縮短(duan)孕育(yu)期，加速應力(li)(li)腐蝕進程(cheng)；②. 使應力(li)(li)腐蝕限定于(yu)(yu)缺口區域；③. 改(gai)善測量數據的(de)重(zhong)現性；④便于(yu)(yu)測量某些參數，如裂紋(wen)擴展(zhan)速率。


c. 預制裂紋試樣


  預制裂(lie)紋試樣是預開機(ji)械缺口并經疲(pi)勞法處理產生裂(lie)紋的(de)試樣，通過應力(li)腐蝕(shi)實(shi)驗和斷(duan)裂(lie)力(li)學分(fen)析(xi)，測(ce)試結果可用(yong)于(yu)(yu)工程(cheng)設計(ji)、安全評定和壽命設計(ji)。這種基于(yu)(yu)斷(duan)裂(lie)力(li)學的(de)預制裂(lie)紋試樣，由于(yu)(yu)顯(xian)著地縮短了孕育期而加速應力(li)腐蝕(shi)破壞，測(ce)試時間短，數據比(bi)較集中，便于(yu)(yu)研(yan)究裂(lie)紋擴展(zhan)動力(li)學過程(cheng)。



2. 應力(li)腐蝕(shi)實驗的加載方(fang)式


 在應(ying)(ying)力腐蝕(shi)實驗中，應(ying)(ying)根據實驗目的(de)選擇合適的(de)試樣類(lei)型(xing)和加(jia)(jia)載方式(shi)。加(jia)(jia)載方式(shi)通(tong)常(chang)可以分為恒載荷(he)、恒變形和慢應(ying)(ying)變速率拉伸(shen)加(jia)(jia)載三種(zhong)方式(shi)。


 a. 恒載荷加載方式


 利用(yong)砝碼、力矩、彈簧等(deng)對試(shi)樣施加(jia)(jia)一(yi)定(ding)的(de)(de)載(zai)(zai)荷進(jin)行應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)實驗。這種(zhong)加(jia)(jia)載(zai)(zai)應(ying)力的(de)(de)方(fang)式(shi)往(wang)往(wang)用(yong)于(yu)(yu)模擬(ni)工(gong)程構件可能受到的(de)(de)工(gong)作應(ying)力和加(jia)(jia)工(gong)應(ying)力。可采用(yong)直(zhi)(zhi)接拉伸(shen)加(jia)(jia)載(zai)(zai)，如在(zai)一(yi)端固定(ding)的(de)(de)試(shi)樣上直(zhi)(zhi)接懸掛(gua)砝碼；也可采用(yong)杠桿系統加(jia)(jia)載(zai)(zai)，這種(zhong)方(fang)式(shi)始終具有恒(heng)(heng)定(ding)的(de)(de)外加(jia)(jia)載(zai)(zai)荷。恒(heng)(heng)載(zai)(zai)荷應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)實驗雖然外加(jia)(jia)載(zai)(zai)荷是恒(heng)(heng)定(ding)的(de)(de)，但試(shi)樣在(zai)暴露過(guo)程中由于(yu)(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)和產生裂紋(wen)使(shi)其橫(heng)截(jie)面(mian)積不斷(duan)(duan)減小，從而(er)使(shi)斷(duan)(duan)裂面(mian)上的(de)(de)有效應(ying)力不斷(duan)(duan)增加(jia)(jia)。與恒(heng)(heng)變形(xing)實驗相比，必然導致試(shi)樣過(guo)早斷(duan)(duan)裂。恒(heng)(heng)載(zai)(zai)荷實驗條件更為嚴苛，試(shi)樣壽命更短，應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)臨界應(ying)力更低。


 b. 恒變形加(jia)載方式


通過直(zhi)接拉(la)(la)伸或彎曲使試(shi)樣變(bian)形而(er)產(chan)生拉(la)(la)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)，利用具有足夠剛(gang)性的(de)(de)框(kuang)(kuang)架(jia)維持這(zhe)種變(bian)形或者直(zhi)接采(cai)用加(jia)力(li)(li)(li)(li)框(kuang)(kuang)架(jia)，以保證試(shi)樣變(bian)形恒(heng)(heng)定，此(ci)為恒(heng)(heng)變(bian)形加(jia)載方式。這(zhe)種加(jia)載應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)方式的(de)(de)試(shi)樣類型及恒(heng)(heng)變(bian)形加(jia)載的(de)(de)預制裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)試(shi)樣等(deng)均屬于恒(heng)(heng)變(bian)形加(jia)載方式。恒(heng)(heng)變(bian)形應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐蝕實驗過程中，當裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)產(chan)生后還(huan)會引起應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)下(xia)降，這(zhe)是因為應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)在裂(lie)尖高度集中，使裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)張(zhang)開，而(er)且有一部分(fen)外加(jia)彈性應(ying)(ying)(ying)變(bian)轉變(bian)成(cheng)為塑性應(ying)(ying)(ying)變(bian)，應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)下(xia)降使裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)發(fa)展放慢(man)或終(zhong)止，因此(ci)可(ke)能觀(guan)察(cha)不到(dao)試(shi)樣完全斷裂(lie)的(de)(de)現象，只能借助(zhu)微觀(guan)金相檢(jian)查分(fen)析(xi)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)生成(cheng)。此(ci)外，為確(que)定裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)最初出現的(de)(de)時間，經(jing)常需要中斷實驗，取出試(shi)樣觀(guan)察(cha)。


 c. 慢(man)應變速率加載(zai)方式


 慢應(ying)(ying)(ying)變速(su)(su)率實(shi)驗(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)(fang)法(fa)是由P.N.Parkins 和(he) Honthorne等(deng)人(ren)提出，并作為(wei)實(shi)驗(yan)室(shi)實(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法(fa)而建立起(qi)來的(de)，1977年(nian)統一(yi)命名為(wei)SSRT.作為(wei)實(shi)驗(yan)室(shi)實(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法(fa)，最初應(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)于(yu)快速(su)(su)選(xuan)材(cai)、判(pan)斷不(bu)(bu)同(tong)合(he)金成分和(he)不(bu)(bu)同(tong)結構等(deng)對(dui)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)敏感性(xing)或對(dui)各類電化學參數(shu)的(de)影響(xiang)等(deng)，近年(nian)來已(yi)用(yong)(yong)于(yu)理(li)論(lun)研究(jiu)，并逐漸(jian)成為(wei)研究(jiu)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)行為(wei)的(de)經典(dian)方(fang)(fang)法(fa)，已(yi)被ISO和(he)ASTM定為(wei)判(pan)斷應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)開裂的(de)一(yi)種標準(zhun)方(fang)(fang)法(fa)。SSRT方(fang)(fang)法(fa)提供了在傳統應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)驗(yan)不(bu)(bu)能迅速(su)(su)激發應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)環境(jing)里確定延(yan)性(xing)材(cai)料應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感性(xing)的(de)快速(su)(su)實(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法(fa)，由于(yu)它(ta)具有可大大縮短應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)驗(yan)周期，并且可以采用(yong)(yong)光滑小(xiao)試(shi)樣等(deng)一(yi)系列優點，因(yin)而被廣泛應(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)于(yu)各種材(cai)料一(yi)介(jie)質(zhi)的(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)研究(jiu)。


  一(yi)些(xie)研(yan)究(jiu)者認(ren)為：在(zai)發(fa)(fa)生應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的體系(xi)中(zhong)(zhong)，應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)的作用是為了(le)促進應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)(lv)，真正(zheng)控制應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂紋發(fa)(fa)生和(he)擴(kuo)展(zhan)的參數是應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)(lv)而不是應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)本身。事實上，在(zai)恒載荷和(he)恒應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)實驗中(zhong)(zhong)以及在(zai)實際(ji)發(fa)(fa)生應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的設備(bei)部件中(zhong)(zhong)，裂紋擴(kuo)展(zhan)的同時也或(huo)多或(huo)少地伴(ban)有緩慢的動態應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)，應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)(lv)取決于初(chu)始應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)值和(he)控制蠕變(bian)的各冶金(jin)參量(liang)。電子金(jin)相研(yan)究(jiu)表明，應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)是通過外(wai)加應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)所(suo)產生的滑(hua)移臺階(jie)上的腐(fu)蝕(shi)(shi)產生的，某一(yi)體系(xi)的應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)只在(zai)某一(yi)應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)(lv)范圍(wei)內才顯示(shi)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。