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(yi)、應(ying)力腐蝕實驗的試樣


 應力(li)腐蝕實(shi)驗(yan)的(de)試樣一般(ban)可分為三類：光滑試樣、缺(que)口試樣和預制裂紋試樣。


  1. 光滑試(shi)樣


光滑試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)是在傳統力(li)學實驗(yan)中常用的試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)，也是應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實驗(yan)中用得最多的試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)類(lei)型。應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實驗(yan)中靜止加載的光滑試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)可以分為(wei)三(san)大類(lei)：彈性(xing)應(ying)變試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)、塑性(xing)應(ying)變試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)和殘余應(ying)力(li)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)。彈性(xing)應(ying)變試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)包括(kuo)彎梁試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)、C形環試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)、O形環試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)、拉伸(shen)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)和音叉試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)。


  2. 缺(que)口試(shi)樣


  缺口(kou)試(shi)樣是模擬金屬(shu)材(cai)料中宏觀裂紋(wen)和各種加工缺口(kou)效(xiao)應(ying)以(yi)考察材(cai)料應(ying)力腐蝕(shi)敏感(gan)性的(de)專門試(shi)樣。使用(yong)缺口(kou)效(xiao)應(ying)有以(yi)下(xia)優(you)點：①. 縮短孕育期，加速應(ying)力腐蝕(shi)進(jin)程；②. 使應(ying)力腐蝕(shi)限定于缺口(kou)區域；③. 改善測(ce)量數據(ju)的(de)重現(xian)性；④. 便于測(ce)量某些參數，如裂紋(wen)擴展速率(lv)。


 3. 預制(zhi)裂紋試樣


  預(yu)制(zhi)裂紋(wen)(wen)試(shi)(shi)樣是預(yu)開機械(xie)缺口(kou)并(bing)經疲勞(lao)法處理產生裂紋(wen)(wen)的試(shi)(shi)樣，通過(guo)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕實驗(yan)和斷(duan)裂力(li)學(xue)分析，測試(shi)(shi)結果(guo)可(ke)用于(yu)工程設計、安全(quan)評定和壽命設計。這(zhe)種基于(yu)斷(duan)裂力(li)學(xue)的預(yu)制(zhi)裂紋(wen)(wen)試(shi)(shi)樣，由于(yu)顯著(zhu)地縮(suo)短(duan)了(le)孕育期(qi)而加速應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕破壞，測試(shi)(shi)時間短(duan)，數據(ju)比較集(ji)中，便(bian)于(yu)研究(jiu)裂紋(wen)(wen)擴展動力(li)學(xue)過(guo)程。



二(er)、應(ying)力腐蝕實驗的加(jia)載方式


 在應力腐蝕(shi)實驗中，應根據(ju)實驗目的(de)選擇合適的(de)試(shi)樣類型和(he)加(jia)載(zai)(zai)方(fang)式(shi)。加(jia)載(zai)(zai)方(fang)式(shi)通常可以分(fen)為恒載(zai)(zai)荷、恒變(bian)(bian)形和(he)慢應變(bian)(bian)速率拉伸(shen)加(jia)載(zai)(zai)三(san)種方(fang)式(shi)。


 1. 恒載荷加載方式(shi)


 利用(yong)(yong)(yong)砝碼、力(li)(li)矩(ju)、彈簧等對試(shi)樣施加(jia)(jia)一(yi)定的載(zai)(zai)荷(he)進行應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)實(shi)驗(yan)。這種(zhong)加(jia)(jia)載(zai)(zai)應(ying)力(li)(li)的方式往往用(yong)(yong)(yong)于(yu)模擬工程構件(jian)(jian)可能受到的工作(zuo)應(ying)力(li)(li)和加(jia)(jia)工應(ying)力(li)(li)。可采用(yong)(yong)(yong)直(zhi)接拉(la)伸加(jia)(jia)載(zai)(zai)，如在一(yi)端固定的試(shi)樣上(shang)直(zhi)接懸掛砝碼；也可采用(yong)(yong)(yong)杠桿系統(tong)加(jia)(jia)載(zai)(zai)，這種(zhong)方式始終具有(you)恒(heng)(heng)(heng)定的外(wai)加(jia)(jia)載(zai)(zai)荷(he)。恒(heng)(heng)(heng)載(zai)(zai)荷(he)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)實(shi)驗(yan)雖然外(wai)加(jia)(jia)載(zai)(zai)荷(he)是(shi)恒(heng)(heng)(heng)定的，但試(shi)樣在暴露(lu)過程中由于(yu)腐蝕(shi)和產生裂紋(wen)使其橫截面積不斷減小，從而使斷裂面上(shang)的有(you)效應(ying)力(li)(li)不斷增加(jia)(jia)。與恒(heng)(heng)(heng)變形實(shi)驗(yan)相比，必然導(dao)致試(shi)樣過早(zao)斷裂。恒(heng)(heng)(heng)載(zai)(zai)荷(he)實(shi)驗(yan)條件(jian)(jian)更為嚴苛，試(shi)樣壽(shou)命更短，應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)的臨界應(ying)力(li)(li)更低(di)。


 2. 恒變形加(jia)載方式


 通過直接拉(la)伸或彎(wan)曲使試樣(yang)(yang)變(bian)(bian)形而產生拉(la)應力(li)，利(li)用具有足夠剛(gang)性的(de)框架維(wei)持這種變(bian)(bian)形或者(zhe)直接采用加(jia)力(li)框架，以保證(zheng)試樣(yang)(yang)變(bian)(bian)形恒(heng)定，此為(wei)恒(heng)變(bian)(bian)形加(jia)載(zai)方(fang)式。這種加(jia)載(zai)應力(li)方(fang)式的(de)試樣(yang)(yang)類型及(ji)恒(heng)變(bian)(bian)形加(jia)載(zai)的(de)預制裂紋(wen)(wen)試樣(yang)(yang)等均屬于恒(heng)變(bian)(bian)形加(jia)載(zai)方(fang)式。恒(heng)變(bian)(bian)形應力(li)腐蝕實驗過程中(zhong)，當裂紋(wen)(wen)產生后還(huan)會引起(qi)應力(li)下降，這是因(yin)為(wei)應力(li)在裂尖高度(du)集中(zhong)，使裂紋(wen)(wen)張開，而且有一部(bu)分(fen)外(wai)加(jia)彈性應變(bian)(bian)轉變(bian)(bian)成(cheng)為(wei)塑性應變(bian)(bian)，應力(li)下降使裂紋(wen)(wen)的(de)發展放慢或終止(zhi)，因(yin)此可能觀(guan)察(cha)不到(dao)試樣(yang)(yang)完全斷(duan)裂的(de)現象，只能借助微觀(guan)金(jin)相檢查分(fen)析(xi)裂紋(wen)(wen)的(de)生成(cheng)。此外(wai)，為(wei)確定裂紋(wen)(wen)最初(chu)出現的(de)時(shi)間，經常需要中(zhong)斷(duan)實驗，取出試樣(yang)(yang)觀(guan)察(cha)。


3. 慢(man)應變速(su)率加載方式


 慢應(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)(su)率實(shi)(shi)驗(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)(fang)法是由P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)人(ren)提出，并(bing)作為(wei)實(shi)(shi)驗(yan)室實(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法而(er)建立起來(lai)的(de)，1977年統一命名為(wei)SSRT.作為(wei)實(shi)(shi)驗(yan)室實(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法，最初應(ying)(ying)(ying)(ying)用于(yu)快速(su)(su)選(xuan)材(cai)、判斷不(bu)(bu)同合金成分(fen)和不(bu)(bu)同結構等(deng)對應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)敏(min)感性或(huo)對各類電化學參數(shu)的(de)影(ying)響等(deng)，近年來(lai)已(yi)(yi)用于(yu)理論(lun)研(yan)究，并(bing)逐漸成為(wei)研(yan)究應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)行(xing)為(wei)的(de)經典方(fang)(fang)法，已(yi)(yi)被ISO和ASTM定為(wei)判斷應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)開裂的(de)一種(zhong)標準方(fang)(fang)法。SSRT方(fang)(fang)法提供(gong)了在傳統應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)不(bu)(bu)能迅(xun)速(su)(su)激發(fa)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)環境里確(que)定延性材(cai)料應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感性的(de)快速(su)(su)實(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法，由于(yu)它具有(you)可大(da)(da)大(da)(da)縮短應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)周期，并(bing)且(qie)可以采用光滑小試樣(yang)等(deng)一系列(lie)優點，因(yin)而(er)被廣泛應(ying)(ying)(ying)(ying)用于(yu)各種(zhong)材(cai)料一介質的(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)研(yan)究。


 一些研究(jiu)者認為：在(zai)(zai)發生應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)體系(xi)中(zhong)，應(ying)(ying)力的(de)作用(yong)是(shi)為了促進(jin)應(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)，真(zhen)正控制應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)裂紋發生和擴(kuo)展(zhan)的(de)參數是(shi)應(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)而不是(shi)應(ying)(ying)力本(ben)身。事(shi)實上，在(zai)(zai)恒(heng)(heng)載荷和恒(heng)(heng)應(ying)(ying)變(bian)(bian)實驗中(zhong)以及(ji)在(zai)(zai)實際發生應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)設備部件(jian)中(zhong)，裂紋擴(kuo)展(zhan)的(de)同(tong)時也或多或少地伴有(you)緩慢的(de)動態應(ying)(ying)變(bian)(bian)，應(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)取(qu)決于初始(shi)應(ying)(ying)力值和控制蠕(ru)變(bian)(bian)的(de)各(ge)冶金參量。電子金相研究(jiu)表明，應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)是(shi)通(tong)過外(wai)加應(ying)(ying)力所產生的(de)滑移臺階上的(de)腐(fu)蝕(shi)產生的(de)，某一體系(xi)的(de)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)只在(zai)(zai)某一應(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)范圍內才顯示出來。


 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。