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(shi)實驗(yan)的(de)試樣


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


  1. 光滑試樣


光滑(hua)(hua)試(shi)樣(yang)(yang)是在傳統力(li)(li)學實(shi)驗中常用(yong)的(de)試(shi)樣(yang)(yang)，也是應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)驗中用(yong)得最多(duo)的(de)試(shi)樣(yang)(yang)類型。應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)驗中靜止加載的(de)光滑(hua)(hua)試(shi)樣(yang)(yang)可以(yi)分(fen)為三大類：彈性(xing)應(ying)(ying)變(bian)試(shi)樣(yang)(yang)、塑性(xing)應(ying)(ying)變(bian)試(shi)樣(yang)(yang)和殘余應(ying)(ying)力(li)(li)試(shi)樣(yang)(yang)。彈性(xing)應(ying)(ying)變(bian)試(shi)樣(yang)(yang)包括彎梁試(shi)樣(yang)(yang)、C形環試(shi)樣(yang)(yang)、O形環試(shi)樣(yang)(yang)、拉伸試(shi)樣(yang)(yang)和音(yin)叉試(shi)樣(yang)(yang)。


  2. 缺口(kou)試樣(yang)


  缺(que)(que)口試樣是模擬金屬材料中宏觀裂(lie)紋(wen)和各種加(jia)工缺(que)(que)口效應以考(kao)察(cha)材料應力腐蝕(shi)(shi)敏感性(xing)的專(zhuan)門試樣。使(shi)(shi)用缺(que)(que)口效應有以下優(you)點：①. 縮短孕育(yu)期，加(jia)速應力腐蝕(shi)(shi)進(jin)程；②. 使(shi)(shi)應力腐蝕(shi)(shi)限定于缺(que)(que)口區域；③. 改善測量數(shu)(shu)據的重現性(xing)；④. 便于測量某些參數(shu)(shu)，如(ru)裂(lie)紋(wen)擴展速率。


 3. 預制裂紋試樣


  預制裂(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣是(shi)預開機(ji)械缺口并經(jing)疲(pi)勞法處(chu)理產生裂(lie)紋(wen)的試(shi)(shi)樣，通(tong)過(guo)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實驗和(he)斷裂(lie)力(li)學(xue)分析，測(ce)試(shi)(shi)結果(guo)可用于(yu)工(gong)程設計、安全評(ping)定和(he)壽命設計。這種基于(yu)斷裂(lie)力(li)學(xue)的預制裂(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣，由于(yu)顯(xian)著地(di)縮(suo)短(duan)了孕育期而加速應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)破壞，測(ce)試(shi)(shi)時間短(duan)，數據(ju)比較集中，便于(yu)研究裂(lie)紋(wen)擴展動力(li)學(xue)過(guo)程。



二、應(ying)力腐蝕實驗的加載方(fang)式


 在(zai)應力腐蝕實驗(yan)中，應根據實驗(yan)目的選擇合適的試樣類型(xing)和加載(zai)方式(shi)。加載(zai)方式(shi)通常(chang)可以分為(wei)恒載(zai)荷、恒變形和慢應變速率拉伸加載(zai)三(san)種方式(shi)。


 1. 恒(heng)載(zai)荷加載(zai)方式


 利用砝碼、力矩、彈簧(huang)等對試樣施加(jia)(jia)一定的(de)(de)載荷(he)(he)進行應力腐蝕(shi)實驗。這種(zhong)加(jia)(jia)載應力的(de)(de)方式往往用于(yu)(yu)模擬工(gong)(gong)程構件(jian)可(ke)能受到的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)應力和(he)加(jia)(jia)工(gong)(gong)應力。可(ke)采用直接(jie)拉伸加(jia)(jia)載，如在(zai)一端固定的(de)(de)試樣上直接(jie)懸(xuan)掛砝碼；也可(ke)采用杠桿系統加(jia)(jia)載，這種(zhong)方式始終(zhong)具(ju)有(you)恒(heng)定的(de)(de)外(wai)加(jia)(jia)載荷(he)(he)。恒(heng)載荷(he)(he)應力腐蝕(shi)實驗雖然(ran)(ran)外(wai)加(jia)(jia)載荷(he)(he)是恒(heng)定的(de)(de)，但試樣在(zai)暴露過(guo)程中由于(yu)(yu)腐蝕(shi)和(he)產生裂紋使其(qi)橫截面積(ji)不斷(duan)減(jian)小(xiao)，從而使斷(duan)裂面上的(de)(de)有(you)效應力不斷(duan)增加(jia)(jia)。與恒(heng)變形實驗相比，必然(ran)(ran)導致試樣過(guo)早斷(duan)裂。恒(heng)載荷(he)(he)實驗條件(jian)更(geng)為嚴苛，試樣壽命更(geng)短，應力腐蝕(shi)的(de)(de)臨(lin)界應力更(geng)低。


 2. 恒變形加載方式


 通過直接拉伸(shen)或(huo)彎曲(qu)使(shi)試(shi)(shi)樣(yang)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)而產生拉應(ying)力，利用具有足(zu)夠剛性的(de)框(kuang)架維持這(zhe)種變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)或(huo)者(zhe)直接采用加(jia)(jia)(jia)力框(kuang)架，以保證試(shi)(shi)樣(yang)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)恒(heng)(heng)定(ding)，此為恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)載方式。這(zhe)種加(jia)(jia)(jia)載應(ying)力方式的(de)試(shi)(shi)樣(yang)類型及恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)載的(de)預制裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)等均屬于恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)載方式。恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)應(ying)力腐蝕實(shi)驗過程中，當裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)產生后(hou)還會(hui)引起應(ying)力下(xia)降(jiang)，這(zhe)是(shi)因(yin)為應(ying)力在裂(lie)(lie)(lie)尖高度集中，使(shi)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)張開，而且有一部分(fen)外加(jia)(jia)(jia)彈性應(ying)變(bian)(bian)轉變(bian)(bian)成為塑性應(ying)變(bian)(bian)，應(ying)力下(xia)降(jiang)使(shi)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)的(de)發展(zhan)放慢或(huo)終(zhong)止，因(yin)此可能觀察不到試(shi)(shi)樣(yang)完全斷裂(lie)(lie)(lie)的(de)現象，只能借助微觀金相檢查分(fen)析裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)的(de)生成。此外，為確(que)定(ding)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)最(zui)初(chu)出現的(de)時間(jian)，經常需要中斷實(shi)驗，取出試(shi)(shi)樣(yang)觀察。


3. 慢應變(bian)速率加載方式


 慢應(ying)(ying)(ying)變速(su)(su)(su)率實驗(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方法(fa)是由P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)人提出(chu)，并(bing)作為實驗(yan)(yan)室實驗(yan)(yan)方法(fa)而建立起來的(de)(de)(de)，1977年統一命(ming)名為SSRT.作為實驗(yan)(yan)室實驗(yan)(yan)方法(fa)，最初應(ying)(ying)(ying)用(yong)于(yu)(yu)快速(su)(su)(su)選材、判斷不(bu)同合金成(cheng)分和不(bu)同結構等(deng)對(dui)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)敏(min)感性(xing)或對(dui)各(ge)類電化學(xue)參數的(de)(de)(de)影響等(deng)，近年來已(yi)用(yong)于(yu)(yu)理論(lun)研究(jiu)，并(bing)逐漸成(cheng)為研究(jiu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)行為的(de)(de)(de)經典方法(fa)，已(yi)被ISO和ASTM定(ding)(ding)為判斷應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂的(de)(de)(de)一種(zhong)標(biao)準(zhun)方法(fa)。SSRT方法(fa)提供(gong)了在(zai)傳統應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)實驗(yan)(yan)不(bu)能迅速(su)(su)(su)激(ji)發應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)環境里確(que)定(ding)(ding)延性(xing)材料應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)敏(min)感性(xing)的(de)(de)(de)快速(su)(su)(su)實驗(yan)(yan)方法(fa)，由于(yu)(yu)它具(ju)有(you)可大(da)大(da)縮短應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)實驗(yan)(yan)周期，并(bing)且可以(yi)采用(yong)光滑小(xiao)試樣(yang)等(deng)一系列優點，因而被廣泛(fan)應(ying)(ying)(ying)用(yong)于(yu)(yu)各(ge)種(zhong)材料一介質(zhi)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)研究(jiu)。


 一(yi)些研究者認(ren)為：在(zai)發生(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)體(ti)系(xi)中，應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)作用(yong)是為了(le)促進應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)，真正(zheng)控(kong)制應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕裂(lie)紋發生(sheng)和(he)擴展的(de)(de)(de)參數是應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)而不(bu)是應(ying)(ying)力(li)(li)本(ben)身。事實上，在(zai)恒載荷和(he)恒應(ying)(ying)變(bian)實驗中以及(ji)在(zai)實際發生(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)設(she)備部(bu)件中，裂(lie)紋擴展的(de)(de)(de)同時也(ye)或(huo)多或(huo)少地伴有緩(huan)慢的(de)(de)(de)動態應(ying)(ying)變(bian)，應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)取(qu)決于(yu)初始(shi)應(ying)(ying)力(li)(li)值和(he)控(kong)制蠕變(bian)的(de)(de)(de)各(ge)冶金參量。電子金相研究表明(ming)，應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕是通過外加(jia)應(ying)(ying)力(li)(li)所產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)滑移臺階上的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)，某一(yi)體(ti)系(xi)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕只在(zai)某一(yi)應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)范(fan)圍內(nei)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。