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


 應(ying)力腐蝕實驗的試(shi)(shi)樣(yang)(yang)一般可分為三(san)類：光滑試(shi)(shi)樣(yang)(yang)、缺口試(shi)(shi)樣(yang)(yang)和預(yu)制裂紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)。


  1. 光滑試樣


光(guang)滑(hua)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)是在(zai)傳統力學實驗(yan)(yan)中常用(yong)的(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)，也是應力腐蝕(shi)實驗(yan)(yan)中用(yong)得(de)最多(duo)的(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)類型。應力腐蝕(shi)實驗(yan)(yan)中靜止加(jia)載的(de)光(guang)滑(hua)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)可以分為三(san)大類：彈性(xing)應變(bian)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)、塑性(xing)應變(bian)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)和(he)殘余應力試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)。彈性(xing)應變(bian)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)包括彎(wan)梁試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)、C形環(huan)(huan)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)、O形環(huan)(huan)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)、拉伸試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)和(he)音叉試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)。


  2. 缺口試樣


  缺(que)(que)口試(shi)樣(yang)是模擬金屬材(cai)料中宏觀裂(lie)紋(wen)和各種加工缺(que)(que)口效應以考察材(cai)料應力腐(fu)蝕敏感性(xing)的(de)專門(men)試(shi)樣(yang)。使用缺(que)(que)口效應有以下優點：①. 縮短(duan)孕育期，加速應力腐(fu)蝕進程；②. 使應力腐(fu)蝕限定于(yu)缺(que)(que)口區域；③. 改(gai)善測量數(shu)(shu)據的(de)重現(xian)性(xing)；④. 便于(yu)測量某(mou)些參數(shu)(shu)，如裂(lie)紋(wen)擴展速率。


 3. 預制裂紋試樣


  預(yu)制(zhi)裂(lie)(lie)紋試(shi)(shi)樣(yang)是預(yu)開機械缺口并經疲勞法處(chu)理產(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋的試(shi)(shi)樣(yang)，通過應力(li)腐(fu)蝕(shi)實驗(yan)和斷裂(lie)(lie)力(li)學(xue)分析，測試(shi)(shi)結(jie)果(guo)可(ke)用于工程(cheng)設(she)(she)計、安(an)全評定和壽命設(she)(she)計。這種基(ji)于斷裂(lie)(lie)力(li)學(xue)的預(yu)制(zhi)裂(lie)(lie)紋試(shi)(shi)樣(yang)，由于顯(xian)著地縮短(duan)了孕育(yu)期(qi)而加速應力(li)腐(fu)蝕(shi)破壞(huai)，測試(shi)(shi)時間短(duan)，數據比較集中，便于研究裂(lie)(lie)紋擴展動力(li)學(xue)過程(cheng)。



二、應力腐蝕(shi)實驗(yan)的加載(zai)方式


 在應(ying)力(li)腐蝕實(shi)驗中，應(ying)根據實(shi)驗目的(de)選(xuan)擇合適的(de)試樣類型和加載方(fang)式(shi)。加載方(fang)式(shi)通常(chang)可以分為恒載荷、恒變形和慢(man)應(ying)變速率拉伸加載三種方(fang)式(shi)。


 1. 恒載荷加載方式


 利用(yong)砝碼、力矩、彈簧等對試(shi)樣(yang)施加(jia)(jia)(jia)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)載(zai)(zai)荷(he)進行應(ying)力腐(fu)蝕實(shi)驗。這(zhe)種(zhong)加(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)應(ying)力的(de)(de)(de)(de)方式(shi)(shi)往(wang)往(wang)用(yong)于模擬工程(cheng)構件可(ke)能(neng)受到的(de)(de)(de)(de)工作應(ying)力和加(jia)(jia)(jia)工應(ying)力。可(ke)采用(yong)直(zhi)(zhi)接拉伸加(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)，如在一端(duan)固(gu)定(ding)的(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)上直(zhi)(zhi)接懸掛(gua)砝碼；也(ye)可(ke)采用(yong)杠桿(gan)系統加(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)，這(zhe)種(zhong)方式(shi)(shi)始終具(ju)有恒(heng)定(ding)的(de)(de)(de)(de)外加(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)荷(he)。恒(heng)載(zai)(zai)荷(he)應(ying)力腐(fu)蝕實(shi)驗雖然外加(jia)(jia)(jia)載(zai)(zai)荷(he)是恒(heng)定(ding)的(de)(de)(de)(de)，但試(shi)樣(yang)在暴(bao)露過(guo)程(cheng)中由于腐(fu)蝕和產生裂(lie)紋使其橫(heng)截(jie)面(mian)積不斷(duan)(duan)減(jian)小，從而使斷(duan)(duan)裂(lie)面(mian)上的(de)(de)(de)(de)有效應(ying)力不斷(duan)(duan)增加(jia)(jia)(jia)。與(yu)恒(heng)變形(xing)實(shi)驗相比(bi)，必然導致試(shi)樣(yang)過(guo)早(zao)斷(duan)(duan)裂(lie)。恒(heng)載(zai)(zai)荷(he)實(shi)驗條件更(geng)為嚴苛，試(shi)樣(yang)壽(shou)命更(geng)短，應(ying)力腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)臨界應(ying)力更(geng)低(di)。


 2. 恒變形(xing)加載方式


 通過(guo)(guo)直接(jie)拉伸或彎曲使(shi)(shi)試樣(yang)變(bian)形(xing)(xing)(xing)而(er)產生拉應(ying)力(li)(li)，利(li)用具有(you)足夠剛性的(de)框(kuang)架(jia)維持這種變(bian)形(xing)(xing)(xing)或者(zhe)直接(jie)采用加(jia)(jia)(jia)力(li)(li)框(kuang)架(jia)，以保證(zheng)試樣(yang)變(bian)形(xing)(xing)(xing)恒定，此(ci)為(wei)恒變(bian)形(xing)(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)載方式(shi)。這種加(jia)(jia)(jia)載應(ying)力(li)(li)方式(shi)的(de)試樣(yang)類型及恒變(bian)形(xing)(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)載的(de)預(yu)制裂(lie)(lie)紋(wen)試樣(yang)等均屬于恒變(bian)形(xing)(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)載方式(shi)。恒變(bian)形(xing)(xing)(xing)應(ying)力(li)(li)腐蝕實驗過(guo)(guo)程中，當(dang)裂(lie)(lie)紋(wen)產生后還會引(yin)起應(ying)力(li)(li)下降，這是因(yin)為(wei)應(ying)力(li)(li)在(zai)裂(lie)(lie)尖高度集中，使(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)張開，而(er)且有(you)一部分外加(jia)(jia)(jia)彈性應(ying)變(bian)轉變(bian)成(cheng)為(wei)塑性應(ying)變(bian)，應(ying)力(li)(li)下降使(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)發展放慢(man)或終止(zhi)，因(yin)此(ci)可(ke)能(neng)觀察不(bu)到試樣(yang)完全(quan)斷裂(lie)(lie)的(de)現(xian)象，只能(neng)借助微觀金相檢查(cha)分析裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)生成(cheng)。此(ci)外，為(wei)確定裂(lie)(lie)紋(wen)最初出(chu)現(xian)的(de)時(shi)間，經常需要中斷實驗，取出(chu)試樣(yang)觀察。


3. 慢應變速率加(jia)載方式


 慢應(ying)(ying)變(bian)速率實(shi)(shi)驗(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方法(fa)(fa)是由P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)人提(ti)出，并(bing)作為(wei)實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)實(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)而建立起(qi)來(lai)的(de)(de)，1977年(nian)統(tong)一(yi)命名為(wei)SSRT.作為(wei)實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)實(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)，最初應(ying)(ying)用(yong)于(yu)快速選(xuan)材、判斷不同合(he)金成(cheng)分和不同結構等(deng)對應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)敏感性(xing)或對各類電(dian)化(hua)學參數的(de)(de)影響(xiang)等(deng)，近年(nian)來(lai)已(yi)用(yong)于(yu)理論研究，并(bing)逐漸成(cheng)為(wei)研究應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)行(xing)為(wei)的(de)(de)經典(dian)方法(fa)(fa)，已(yi)被ISO和ASTM定為(wei)判斷應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂的(de)(de)一(yi)種標準方法(fa)(fa)。SSRT方法(fa)(fa)提(ti)供了在傳統(tong)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)不能迅速激發應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)環境(jing)里確定延性(xing)材料應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感性(xing)的(de)(de)快速實(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)，由于(yu)它具有可(ke)大大縮短應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)周期，并(bing)且可(ke)以采(cai)用(yong)光滑小試樣等(deng)一(yi)系列優點，因而被廣泛應(ying)(ying)用(yong)于(yu)各種材料一(yi)介質的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)研究。


 一些研(yan)究者認為：在(zai)發生應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)體(ti)系中，應(ying)(ying)力(li)的(de)作用(yong)是(shi)為了促(cu)進應(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)率(lv)，真正控制(zhi)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂紋(wen)發生和擴展的(de)參數是(shi)應(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)率(lv)而(er)不是(shi)應(ying)(ying)力(li)本身。事(shi)實(shi)上，在(zai)恒載(zai)荷和恒應(ying)(ying)變(bian)(bian)實(shi)驗中以及在(zai)實(shi)際發生應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)設(she)備部件中，裂紋(wen)擴展的(de)同(tong)時也或多或少地(di)伴有緩慢的(de)動態應(ying)(ying)變(bian)(bian)，應(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)率(lv)取(qu)決于初(chu)始應(ying)(ying)力(li)值和控制(zhi)蠕變(bian)(bian)的(de)各冶(ye)金參量(liang)。電子金相研(yan)究表(biao)明，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)通(tong)過外(wai)加應(ying)(ying)力(li)所產(chan)生的(de)滑移臺階上的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)生的(de)，某(mou)一體(ti)系的(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)只在(zai)某(mou)一應(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)率(lv)范圍內(nei)才(cai)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。