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(yan)的試樣


 應力腐蝕(shi)實驗的試(shi)樣一般可分為三類：光滑(hua)試(shi)樣、缺口試(shi)樣和預制(zhi)裂紋試(shi)樣。


  1. 光滑試樣(yang)


光滑(hua)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)是(shi)(shi)在傳統力學實驗中(zhong)常用的試(shi)(shi)(shi)樣(yang)，也是(shi)(shi)應(ying)(ying)力腐蝕實驗中(zhong)用得(de)最多的試(shi)(shi)(shi)樣(yang)類(lei)型。應(ying)(ying)力腐蝕實驗中(zhong)靜止(zhi)加載的光滑(hua)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)可以分(fen)為三大類(lei)：彈性應(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)、塑性應(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)和殘余應(ying)(ying)力試(shi)(shi)(shi)樣(yang)。彈性應(ying)(ying)變試(shi)(shi)(shi)樣(yang)包括彎梁試(shi)(shi)(shi)樣(yang)、C形(xing)環(huan)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)、O形(xing)環(huan)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)、拉伸試(shi)(shi)(shi)樣(yang)和音叉試(shi)(shi)(shi)樣(yang)。


  2. 缺(que)口(kou)試樣


  缺口(kou)試樣是模擬金屬材料中宏觀(guan)裂紋(wen)和各種加工缺口(kou)效應(ying)(ying)以考察材料應(ying)(ying)力腐(fu)蝕敏感性(xing)的專門(men)試樣。使用缺口(kou)效應(ying)(ying)有以下優點：①. 縮短孕育期，加速(su)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕進程；②. 使應(ying)(ying)力腐(fu)蝕限(xian)定于(yu)缺口(kou)區域；③. 改善測量(liang)數據的重現性(xing)；④. 便(bian)于(yu)測量(liang)某(mou)些參數，如裂紋(wen)擴展速(su)率。


 3. 預制(zhi)裂(lie)紋試樣


  預(yu)制裂(lie)紋(wen)(wen)試(shi)樣(yang)是預(yu)開(kai)機械(xie)缺(que)口并經疲勞法(fa)處理產(chan)生裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)試(shi)樣(yang)，通過應力腐蝕實驗和(he)斷裂(lie)力學分析，測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)可用(yong)于工程設計(ji)、安(an)全評定和(he)壽(shou)命設計(ji)。這種基于斷裂(lie)力學的(de)預(yu)制裂(lie)紋(wen)(wen)試(shi)樣(yang)，由于顯著地縮短了孕育(yu)期而加速(su)應力腐蝕破(po)壞，測(ce)試(shi)時(shi)間短，數據(ju)比較集中，便于研究裂(lie)紋(wen)(wen)擴展動力學過程。



二、應力腐蝕實驗的加載方式(shi)


 在應力腐蝕實(shi)驗中，應根據實(shi)驗目的選擇合適的試樣類型(xing)和(he)(he)加載(zai)(zai)方(fang)式。加載(zai)(zai)方(fang)式通常可以分(fen)為恒載(zai)(zai)荷、恒變形(xing)和(he)(he)慢應變速率拉(la)伸加載(zai)(zai)三(san)種方(fang)式。


 1. 恒載荷加載方式


 利用(yong)砝碼、力(li)矩、彈簧等(deng)對試樣(yang)(yang)施加(jia)(jia)(jia)(jia)一定的(de)(de)載荷進行應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)。這(zhe)種加(jia)(jia)(jia)(jia)載應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)方式往往用(yong)于模擬(ni)工程構件可能受到的(de)(de)工作應(ying)(ying)力(li)和加(jia)(jia)(jia)(jia)工應(ying)(ying)力(li)。可采(cai)用(yong)直接拉伸加(jia)(jia)(jia)(jia)載，如在(zai)一端固定的(de)(de)試樣(yang)(yang)上(shang)(shang)直接懸掛砝碼；也可采(cai)用(yong)杠桿系(xi)統加(jia)(jia)(jia)(jia)載，這(zhe)種方式始終(zhong)具(ju)有恒(heng)定的(de)(de)外(wai)加(jia)(jia)(jia)(jia)載荷。恒(heng)載荷應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)雖然(ran)(ran)外(wai)加(jia)(jia)(jia)(jia)載荷是恒(heng)定的(de)(de)，但(dan)試樣(yang)(yang)在(zai)暴露過(guo)程中由于腐(fu)(fu)蝕和產生裂紋使其橫(heng)截面積不(bu)斷減小(xiao)，從而使斷裂面上(shang)(shang)的(de)(de)有效應(ying)(ying)力(li)不(bu)斷增加(jia)(jia)(jia)(jia)。與恒(heng)變形實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)相比，必然(ran)(ran)導致試樣(yang)(yang)過(guo)早斷裂。恒(heng)載荷實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)條件更(geng)(geng)為嚴苛，試樣(yang)(yang)壽命更(geng)(geng)短(duan)，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)臨界應(ying)(ying)力(li)更(geng)(geng)低。


 2. 恒變形加(jia)載方式


 通過直(zhi)接(jie)拉(la)伸或彎曲使(shi)試(shi)樣(yang)變(bian)(bian)(bian)形而產生(sheng)(sheng)拉(la)應力(li)，利(li)用具有足夠(gou)剛性的框架維(wei)持這種變(bian)(bian)(bian)形或者直(zhi)接(jie)采(cai)用加(jia)力(li)框架，以保證試(shi)樣(yang)變(bian)(bian)(bian)形恒(heng)定，此(ci)(ci)為(wei)恒(heng)變(bian)(bian)(bian)形加(jia)載(zai)方式。這種加(jia)載(zai)應力(li)方式的試(shi)樣(yang)類型及恒(heng)變(bian)(bian)(bian)形加(jia)載(zai)的預制裂(lie)(lie)紋(wen)試(shi)樣(yang)等(deng)均屬于恒(heng)變(bian)(bian)(bian)形加(jia)載(zai)方式。恒(heng)變(bian)(bian)(bian)形應力(li)腐蝕實(shi)驗(yan)過程(cheng)中，當(dang)裂(lie)(lie)紋(wen)產生(sheng)(sheng)后還會引(yin)起應力(li)下降(jiang)，這是因為(wei)應力(li)在裂(lie)(lie)尖(jian)高度集中，使(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)張開(kai)，而且有一(yi)部分外(wai)加(jia)彈性應變(bian)(bian)(bian)轉變(bian)(bian)(bian)成(cheng)為(wei)塑性應變(bian)(bian)(bian)，應力(li)下降(jiang)使(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)的發展放慢(man)或終止，因此(ci)(ci)可能觀(guan)(guan)察不(bu)到試(shi)樣(yang)完全斷裂(lie)(lie)的現(xian)(xian)象，只能借(jie)助微觀(guan)(guan)金相檢(jian)查分析裂(lie)(lie)紋(wen)的生(sheng)(sheng)成(cheng)。此(ci)(ci)外(wai)，為(wei)確(que)定裂(lie)(lie)紋(wen)最初出(chu)現(xian)(xian)的時間，經常需(xu)要中斷實(shi)驗(yan)，取出(chu)試(shi)樣(yang)觀(guan)(guan)察。


3. 慢(man)應(ying)變速(su)率加載(zai)方式


 慢應(ying)(ying)變(bian)速率實(shi)驗(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)法(fa)是由P.N.Parkins 和(he) Honthorne等(deng)人提(ti)(ti)出，并作為(wei)實(shi)驗(yan)室實(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)而建(jian)立(li)起來(lai)(lai)的(de)(de)，1977年統一命名為(wei)SSRT.作為(wei)實(shi)驗(yan)室實(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)，最初應(ying)(ying)用(yong)于快(kuai)速選材(cai)、判斷(duan)不(bu)(bu)同合(he)金成(cheng)(cheng)分和(he)不(bu)(bu)同結構等(deng)對應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)敏(min)感性或對各類電化(hua)學參數(shu)的(de)(de)影響等(deng)，近年來(lai)(lai)已用(yong)于理論研(yan)究(jiu)，并逐漸成(cheng)(cheng)為(wei)研(yan)究(jiu)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)行(xing)為(wei)的(de)(de)經典方(fang)法(fa)，已被ISO和(he)ASTM定(ding)(ding)為(wei)判斷(duan)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)的(de)(de)一種標準方(fang)法(fa)。SSRT方(fang)法(fa)提(ti)(ti)供了在傳統應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)實(shi)驗(yan)不(bu)(bu)能(neng)迅速激(ji)發應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)環境里確定(ding)(ding)延性材(cai)料(liao)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)感性的(de)(de)快(kuai)速實(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)，由于它具(ju)有可大(da)大(da)縮短應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)實(shi)驗(yan)周期，并且可以采用(yong)光(guang)滑小試樣等(deng)一系(xi)列優點(dian)，因而被廣(guang)泛應(ying)(ying)用(yong)于各種材(cai)料(liao)一介質的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)研(yan)究(jiu)。


 一(yi)(yi)些(xie)研究者認(ren)為：在(zai)發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)體系中，應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)作用是為了促進(jin)應(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)率(lv)(lv)，真(zhen)正控(kong)制應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋發生(sheng)(sheng)和擴(kuo)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)參(can)數是應(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)率(lv)(lv)而不是應(ying)(ying)力(li)本(ben)身。事實上，在(zai)恒載荷和恒應(ying)(ying)變(bian)(bian)實驗中以及在(zai)實際發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)設備部件中，裂(lie)紋擴(kuo)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)同(tong)時(shi)也或(huo)多或(huo)少地(di)伴(ban)有緩慢的(de)(de)(de)(de)動(dong)態應(ying)(ying)變(bian)(bian)，應(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)率(lv)(lv)取(qu)決于初始應(ying)(ying)力(li)值和控(kong)制蠕變(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)各冶金參(can)量。電子金相研究表(biao)明，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)是通過外(wai)加應(ying)(ying)力(li)所(suo)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)滑移臺階上的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)，某(mou)一(yi)(yi)體系的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)只在(zai)某(mou)一(yi)(yi)應(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)率(lv)(lv)范圍內(nei)才顯(xian)示(shi)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。