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(ying)力(li)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。


1. 應力腐(fu)蝕實驗的試樣


 應力腐蝕實(shi)驗的試樣(yang)一般(ban)可(ke)分為(wei)三(san)類(lei)：光滑試樣(yang)、缺口試樣(yang)和預制裂(lie)紋試樣(yang)。


 a. 光滑(hua)試樣(yang)


光滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)是在傳統力學實(shi)驗中常用的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)，也是應力腐(fu)蝕實(shi)驗中用得最多的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)類(lei)型。應力腐(fu)蝕實(shi)驗中靜止加載的(de)光滑試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)可以分為(wei)三大(da)類(lei)：彈性應變(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)、塑性應變(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)和殘余應力試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)。彈性應變(bian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)包括彎梁試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)、C形環試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)、O形環試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)、拉伸試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)和音(yin)叉試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)。


 b. 缺口試樣(yang)


  缺(que)口試樣是(shi)模擬(ni)金(jin)屬材(cai)料中宏觀裂紋和各種加(jia)工缺(que)口效應(ying)以考(kao)察材(cai)料應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感性的(de)專門(men)試樣。使(shi)用缺(que)口效應(ying)有以下優(you)點：①. 縮短孕育(yu)期，加(jia)速(su)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)進(jin)程；②. 使(shi)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)限定于缺(que)口區(qu)域(yu)；③. 改善測量(liang)數據的(de)重現(xian)性；④便于測量(liang)某(mou)些參數，如裂紋擴展速(su)率(lv)。


c. 預制裂紋試(shi)樣


  預制裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)試樣是(shi)預開機械(xie)缺口并經(jing)疲勞法處(chu)理(li)產生裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)的試樣，通過(guo)應(ying)力(li)腐蝕實驗(yan)和(he)斷裂(lie)(lie)(lie)力(li)學分析，測試結果可(ke)用于(yu)工程(cheng)設計、安(an)全評定(ding)和(he)壽命設計。這種(zhong)基(ji)于(yu)斷裂(lie)(lie)(lie)力(li)學的預制裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)試樣，由于(yu)顯(xian)著地(di)縮短了(le)孕育期而加速(su)應(ying)力(li)腐蝕破壞，測試時間短，數據(ju)比較(jiao)集中，便于(yu)研究裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)擴展動力(li)學過(guo)程(cheng)。



2. 應力腐蝕實驗的加載方(fang)式


 在應力腐蝕實(shi)驗(yan)中，應根據實(shi)驗(yan)目的(de)選(xuan)擇合(he)適的(de)試樣類型和加(jia)(jia)載(zai)方式。加(jia)(jia)載(zai)方式通(tong)常可以分為(wei)恒載(zai)荷、恒變形和慢應變速(su)率拉伸加(jia)(jia)載(zai)三種方式。


 a. 恒載荷加(jia)載方式


 利(li)用砝碼、力(li)矩、彈簧等對試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)施(shi)加(jia)一(yi)(yi)定的(de)(de)載(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)進行應(ying)力(li)腐(fu)蝕實(shi)(shi)驗(yan)(yan)。這(zhe)(zhe)種(zhong)加(jia)載(zai)(zai)(zai)應(ying)力(li)的(de)(de)方式往往用于(yu)模擬工(gong)程構(gou)件可(ke)能受到的(de)(de)工(gong)作應(ying)力(li)和加(jia)工(gong)應(ying)力(li)。可(ke)采用直(zhi)接(jie)拉伸加(jia)載(zai)(zai)(zai)，如(ru)在(zai)一(yi)(yi)端(duan)固定的(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)上直(zhi)接(jie)懸(xuan)掛砝碼；也可(ke)采用杠(gang)桿系統加(jia)載(zai)(zai)(zai)，這(zhe)(zhe)種(zhong)方式始終具有恒(heng)(heng)定的(de)(de)外加(jia)載(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)。恒(heng)(heng)載(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)應(ying)力(li)腐(fu)蝕實(shi)(shi)驗(yan)(yan)雖然(ran)外加(jia)載(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)是恒(heng)(heng)定的(de)(de)，但試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)在(zai)暴露(lu)過程中由于(yu)腐(fu)蝕和產生裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)使其(qi)橫截面(mian)(mian)積不(bu)斷減小，從而使斷裂(lie)(lie)(lie)面(mian)(mian)上的(de)(de)有效應(ying)力(li)不(bu)斷增加(jia)。與(yu)恒(heng)(heng)變形實(shi)(shi)驗(yan)(yan)相(xiang)比(bi)，必然(ran)導致試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)過早(zao)斷裂(lie)(lie)(lie)。恒(heng)(heng)載(zai)(zai)(zai)荷(he)(he)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)條件更(geng)為嚴苛，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)壽命更(geng)短，應(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)(de)臨界應(ying)力(li)更(geng)低(di)。


 b. 恒變形加載方式


通過直接(jie)拉(la)伸或(huo)彎曲使試樣(yang)(yang)變(bian)(bian)形(xing)而產(chan)生(sheng)拉(la)應力，利用(yong)具(ju)有足夠(gou)剛性(xing)(xing)的(de)(de)框架(jia)維持(chi)這種(zhong)變(bian)(bian)形(xing)或(huo)者直接(jie)采用(yong)加(jia)力框架(jia)，以保證(zheng)試樣(yang)(yang)變(bian)(bian)形(xing)恒定(ding)，此為恒變(bian)(bian)形(xing)加(jia)載(zai)(zai)方式。這種(zhong)加(jia)載(zai)(zai)應力方式的(de)(de)試樣(yang)(yang)類型及恒變(bian)(bian)形(xing)加(jia)載(zai)(zai)的(de)(de)預制裂紋(wen)試樣(yang)(yang)等均屬(shu)于(yu)恒變(bian)(bian)形(xing)加(jia)載(zai)(zai)方式。恒變(bian)(bian)形(xing)應力腐蝕實(shi)驗過程中，當(dang)裂紋(wen)產(chan)生(sheng)后還會引起應力下降，這是因為應力在裂尖高度集中，使裂紋(wen)張開，而且有一部分外加(jia)彈性(xing)(xing)應變(bian)(bian)轉變(bian)(bian)成為塑性(xing)(xing)應變(bian)(bian)，應力下降使裂紋(wen)的(de)(de)發展(zhan)放慢或(huo)終止(zhi)，因此可能觀察(cha)(cha)不(bu)到試樣(yang)(yang)完全斷裂的(de)(de)現(xian)象，只(zhi)能借助微觀金(jin)相(xiang)檢(jian)查分析(xi)裂紋(wen)的(de)(de)生(sheng)成。此外，為確定(ding)裂紋(wen)最初出(chu)現(xian)的(de)(de)時間，經常需要(yao)中斷實(shi)驗，取出(chu)試樣(yang)(yang)觀察(cha)(cha)。


 c. 慢應變速率加(jia)載方式


 慢應(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率實(shi)(shi)(shi)驗(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)(fang)法(fa)是由P.N.Parkins 和(he) Honthorne等(deng)人提(ti)出，并(bing)作為實(shi)(shi)(shi)驗(yan)室實(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法(fa)而(er)建立起(qi)來的(de)(de)，1977年統一(yi)命名為SSRT.作為實(shi)(shi)(shi)驗(yan)室實(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法(fa)，最初應(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)于快速(su)選材(cai)、判斷不同合金成分和(he)不同結(jie)構(gou)等(deng)對(dui)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)敏(min)感(gan)性或對(dui)各(ge)類(lei)電化(hua)學參數的(de)(de)影響(xiang)等(deng)，近年來已用(yong)(yong)于理論研(yan)究，并(bing)逐漸成為研(yan)究應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)行為的(de)(de)經典(dian)方(fang)(fang)法(fa)，已被ISO和(he)ASTM定(ding)為判斷應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)開裂(lie)的(de)(de)一(yi)種(zhong)標(biao)準方(fang)(fang)法(fa)。SSRT方(fang)(fang)法(fa)提(ti)供(gong)了在傳統應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)不能(neng)迅速(su)激發應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)環境里確(que)定(ding)延性材(cai)料(liao)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性的(de)(de)快速(su)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法(fa)，由于它具(ju)有可大大縮短應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)周期，并(bing)且可以(yi)采用(yong)(yong)光滑(hua)小(xiao)試(shi)樣等(deng)一(yi)系列優點，因而(er)被廣泛應(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)于各(ge)種(zhong)材(cai)料(liao)一(yi)介質(zhi)的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)研(yan)究。


  一些研究者認為：在發生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)體系中，應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)作用是為了(le)促進(jin)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)速率，真正控(kong)制(zhi)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)裂紋發生(sheng)(sheng)(sheng)和擴(kuo)展的(de)參(can)數是應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)速率而不是應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)本身。事實上(shang)，在恒載荷(he)和恒應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)實驗(yan)中以(yi)及在實際發生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)設備部件中，裂紋擴(kuo)展的(de)同時也或多或少地伴有(you)緩慢的(de)動態應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)，應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)速率取決于初(chu)始應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)值和控(kong)制(zhi)蠕變(bian)(bian)(bian)的(de)各冶金(jin)參(can)量。電子金(jin)相研究表明，應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)是通過外加應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)所產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)滑移臺階上(shang)的(de)腐(fu)蝕(shi)產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)，某(mou)一體系的(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)只(zhi)在某(mou)一應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)速率范圍內才顯示出來。


  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。