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
應力腐蝕實驗的試(shi)樣(yang)(yang)一(yi)般可(ke)分為(wei)三類(lei)：光滑試(shi)樣(yang)(yang)、缺口試(shi)樣(yang)(yang)和(he)預制裂(lie)紋(wen)試(shi)樣(yang)(yang)。
1. 光滑(hua)試樣(yang)
光滑(hua)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)是在傳統力學實驗中(zhong)常用的試(shi)(shi)樣(yang)(yang)，也是應力腐(fu)(fu)蝕實驗中(zhong)用得最多的試(shi)(shi)樣(yang)(yang)類型。應力腐(fu)(fu)蝕實驗中(zhong)靜止加載的光滑(hua)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)可以(yi)分為三大類：彈性(xing)應變(bian)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)、塑性(xing)應變(bian)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)和(he)殘余應力試(shi)(shi)樣(yang)(yang)。彈性(xing)應變(bian)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)包括彎(wan)梁試(shi)(shi)樣(yang)(yang)、C形環(huan)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)、O形環(huan)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)、拉伸試(shi)(shi)樣(yang)(yang)和(he)音叉(cha)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)。
2. 缺口(kou)試樣
缺(que)(que)口(kou)試樣是模擬(ni)金屬材(cai)料中宏觀裂(lie)紋(wen)和(he)各種(zhong)加工缺(que)(que)口(kou)效應(ying)以考(kao)察(cha)材(cai)料應(ying)力(li)腐(fu)蝕敏感性(xing)的專門試樣。使用缺(que)(que)口(kou)效應(ying)有以下優點(dian)：①. 縮短孕(yun)育(yu)期，加速應(ying)力(li)腐(fu)蝕進程(cheng)；②. 使應(ying)力(li)腐(fu)蝕限定于缺(que)(que)口(kou)區域；③. 改善測量數據的重(zhong)現性(xing)；④. 便于測量某些參數，如(ru)裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)速率。
3. 預(yu)制裂(lie)紋試樣
預制(zhi)裂紋(wen)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)是預開(kai)機械缺口并經疲勞法處理產生裂紋(wen)的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)，通(tong)過應(ying)力(li)腐蝕實(shi)驗(yan)和(he)斷裂力(li)學(xue)(xue)分(fen)析(xi)，測試(shi)(shi)(shi)結果可用于(yu)(yu)工程(cheng)設計(ji)、安(an)全評定和(he)壽命設計(ji)。這種基(ji)于(yu)(yu)斷裂力(li)學(xue)(xue)的(de)預制(zhi)裂紋(wen)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)，由于(yu)(yu)顯著(zhu)地縮短了孕育期而加速應(ying)力(li)腐蝕破壞，測試(shi)(shi)(shi)時間(jian)短，數(shu)據(ju)比較集中，便于(yu)(yu)研究(jiu)裂紋(wen)擴展動(dong)力(li)學(xue)(xue)過程(cheng)。
二、應力腐蝕實(shi)驗的加(jia)載方式(shi)
在應(ying)力腐(fu)蝕實(shi)驗中，應(ying)根(gen)據(ju)實(shi)驗目的(de)選(xuan)擇(ze)合(he)適的(de)試樣類(lei)型和(he)(he)加載(zai)方式(shi)(shi)。加載(zai)方式(shi)(shi)通常(chang)可以分為恒載(zai)荷(he)、恒變(bian)形和(he)(he)慢應(ying)變(bian)速(su)率拉伸加載(zai)三種方式(shi)(shi)。
1. 恒(heng)載(zai)荷加載(zai)方式
利用砝(fa)碼(ma)、力(li)矩、彈簧等對試(shi)樣施(shi)加(jia)(jia)(jia)(jia)一定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)載(zai)荷(he)進行(xing)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)實(shi)驗(yan)。這種加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)方式往往用于模擬工(gong)程構件(jian)可能(neng)受到的(de)(de)(de)工(gong)作應(ying)(ying)力(li)和加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)應(ying)(ying)力(li)。可采(cai)用直(zhi)接(jie)拉伸加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)，如在一端固(gu)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)試(shi)樣上直(zhi)接(jie)懸(xuan)掛砝(fa)碼(ma)；也(ye)可采(cai)用杠(gang)桿系統加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)，這種方式始終(zhong)具有恒(heng)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)外(wai)加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)荷(he)。恒(heng)載(zai)荷(he)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)實(shi)驗(yan)雖然外(wai)加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)荷(he)是恒(heng)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)，但試(shi)樣在暴露過程中由于腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和產(chan)生裂紋(wen)使其橫截(jie)面(mian)積不(bu)(bu)斷(duan)(duan)(duan)減小，從(cong)而(er)使斷(duan)(duan)(duan)裂面(mian)上的(de)(de)(de)有效(xiao)應(ying)(ying)力(li)不(bu)(bu)斷(duan)(duan)(duan)增加(jia)(jia)(jia)(jia)。與恒(heng)變形實(shi)驗(yan)相比，必然導致試(shi)樣過早斷(duan)(duan)(duan)裂。恒(heng)載(zai)荷(he)實(shi)驗(yan)條(tiao)件(jian)更為嚴苛，試(shi)樣壽命更短(duan)，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)臨界應(ying)(ying)力(li)更低。
2. 恒(heng)變形加載方式
通過直(zhi)(zhi)接拉(la)伸或彎(wan)曲使試(shi)樣(yang)(yang)變(bian)(bian)形(xing)而產生拉(la)應力(li)(li)，利用(yong)具有(you)足夠(gou)剛性(xing)(xing)的(de)(de)框(kuang)架維持這種(zhong)(zhong)變(bian)(bian)形(xing)或者(zhe)直(zhi)(zhi)接采用(yong)加力(li)(li)框(kuang)架，以保證(zheng)試(shi)樣(yang)(yang)變(bian)(bian)形(xing)恒(heng)(heng)定，此為(wei)(wei)恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)加載方(fang)式(shi)。這種(zhong)(zhong)加載應力(li)(li)方(fang)式(shi)的(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)類型及(ji)恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)加載的(de)(de)預制裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)試(shi)樣(yang)(yang)等均屬于恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)加載方(fang)式(shi)。恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形(xing)應力(li)(li)腐蝕實(shi)驗(yan)過程(cheng)中(zhong)，當裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)產生后還(huan)會引起(qi)應力(li)(li)下降(jiang)，這是因為(wei)(wei)應力(li)(li)在裂(lie)(lie)尖高度集(ji)中(zhong)，使裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)張開，而且有(you)一(yi)部分(fen)外加彈性(xing)(xing)應變(bian)(bian)轉變(bian)(bian)成(cheng)為(wei)(wei)塑性(xing)(xing)應變(bian)(bian)，應力(li)(li)下降(jiang)使裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)發展(zhan)放慢或終止，因此可(ke)能(neng)觀察不(bu)到試(shi)樣(yang)(yang)完全斷裂(lie)(lie)的(de)(de)現象，只能(neng)借助微觀金相檢查分(fen)析裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)生成(cheng)。此外，為(wei)(wei)確定裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)最初(chu)出(chu)現的(de)(de)時間，經常需要中(zhong)斷實(shi)驗(yan)，取出(chu)試(shi)樣(yang)(yang)觀察。
3. 慢應變速(su)率(lv)加載方式
慢應(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)(su)(su)率實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)是由(you)P.N.Parkins 和(he) Honthorne等(deng)人(ren)提出，并作為實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)而建立起來的(de)，1977年統一命(ming)名為SSRT.作為實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)，最初(chu)應(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)于快(kuai)速(su)(su)(su)選材(cai)、判斷(duan)不(bu)同(tong)合金成分和(he)不(bu)同(tong)結構等(deng)對應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)敏感性(xing)或對各類(lei)電化學參數的(de)影響(xiang)等(deng)，近年來已(yi)(yi)用(yong)于理論研(yan)究，并逐漸成為研(yan)究應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)行為的(de)經典方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)，已(yi)(yi)被ISO和(he)ASTM定(ding)為判斷(duan)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)開裂的(de)一種標準方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)。SSRT方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)提供(gong)了在傳統應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)不(bu)能迅速(su)(su)(su)激發應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)環境里確定(ding)延性(xing)材(cai)料(liao)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)敏感性(xing)的(de)快(kuai)速(su)(su)(su)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)，由(you)于它具有可大(da)大(da)縮短應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)周期，并且(qie)可以采用(yong)光滑小試(shi)樣(yang)等(deng)一系列優點，因而被廣泛應(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)于各種材(cai)料(liao)一介(jie)質的(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)研(yan)究。
一些(xie)研(yan)究者認為：在(zai)(zai)發生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕的體系中(zhong)(zhong)，應(ying)(ying)(ying)力(li)的作(zuo)用是(shi)為了(le)促進應(ying)(ying)(ying)變(bian)速(su)(su)率(lv)，真(zhen)正(zheng)控制(zhi)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕裂紋(wen)發生(sheng)和擴(kuo)展(zhan)的參數(shu)是(shi)應(ying)(ying)(ying)變(bian)速(su)(su)率(lv)而不是(shi)應(ying)(ying)(ying)力(li)本身。事實上(shang)，在(zai)(zai)恒(heng)載荷(he)和恒(heng)應(ying)(ying)(ying)變(bian)實驗(yan)中(zhong)(zhong)以及在(zai)(zai)實際發生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕的設備部件(jian)中(zhong)(zhong)，裂紋(wen)擴(kuo)展(zhan)的同(tong)時也(ye)或多或少地伴有緩慢的動態(tai)應(ying)(ying)(ying)變(bian)，應(ying)(ying)(ying)變(bian)速(su)(su)率(lv)取決于(yu)初始應(ying)(ying)(ying)力(li)值和控制(zhi)蠕變(bian)的各(ge)冶金參量。電子金相研(yan)究表明(ming)，應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕是(shi)通過外加應(ying)(ying)(ying)力(li)所產(chan)(chan)生(sheng)的滑移臺階上(shang)的腐蝕產(chan)(chan)生(sheng)的，某一體系的應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕只(zhi)在(zai)(zai)某一應(ying)(ying)(ying)變(bian)速(su)(su)率(lv)范圍內(nei)才顯示(shi)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。
