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)、應力腐(fu)蝕實驗的試樣


 應力腐蝕(shi)實驗的試(shi)樣(yang)一(yi)般可(ke)分為三類：光(guang)滑試(shi)樣(yang)、缺口試(shi)樣(yang)和預制裂紋試(shi)樣(yang)。


  1. 光滑試樣


光(guang)滑試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)是(shi)(shi)在傳(chuan)統力學實(shi)驗(yan)中常用(yong)(yong)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)，也是(shi)(shi)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕實(shi)驗(yan)中用(yong)(yong)得最多的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)類型(xing)。應(ying)力腐(fu)(fu)蝕實(shi)驗(yan)中靜止加載的(de)(de)光(guang)滑試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)可以分為三大類：彈(dan)性應(ying)變(bian)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)、塑性應(ying)變(bian)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)和(he)殘余(yu)應(ying)力試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)。彈(dan)性應(ying)變(bian)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)包括彎梁試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)、C形環(huan)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)、O形環(huan)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)、拉伸(shen)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)和(he)音叉(cha)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)。


  2. 缺口試樣


  缺(que)口(kou)試樣是模擬金屬材料中宏觀(guan)裂紋(wen)和各種加(jia)工缺(que)口(kou)效(xiao)應以考察材料應力腐(fu)蝕(shi)敏感性(xing)的專門試樣。使用缺(que)口(kou)效(xiao)應有以下優(you)點：①. 縮短孕(yun)育期(qi)，加(jia)速應力腐(fu)蝕(shi)進程；②. 使應力腐(fu)蝕(shi)限定于缺(que)口(kou)區域(yu)；③. 改善測量(liang)(liang)數據的重現性(xing)；④. 便于測量(liang)(liang)某(mou)些參數，如裂紋(wen)擴展速率(lv)。


 3. 預制裂(lie)紋試樣


  預(yu)制(zhi)裂紋(wen)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)是預(yu)開機械缺口并經疲勞法處理(li)產生裂紋(wen)的試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)，通過(guo)應力(li)腐(fu)蝕實(shi)驗和斷(duan)裂力(li)學(xue)分析，測試(shi)(shi)(shi)(shi)結(jie)果可用于工程設計(ji)、安全評定和壽命設計(ji)。這(zhe)種基于斷(duan)裂力(li)學(xue)的預(yu)制(zhi)裂紋(wen)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)，由于顯(xian)著地縮短了孕(yun)育(yu)期(qi)而加速應力(li)腐(fu)蝕破壞，測試(shi)(shi)(shi)(shi)時間短，數據比較集中(zhong)，便于研究裂紋(wen)擴展動力(li)學(xue)過(guo)程。



二、應力腐蝕實(shi)驗的(de)加載方式


 在應力腐蝕實驗(yan)中，應根據實驗(yan)目(mu)的選擇(ze)合適的試樣類(lei)型(xing)和加(jia)載(zai)方(fang)式。加(jia)載(zai)方(fang)式通常(chang)可以分(fen)為(wei)恒(heng)載(zai)荷、恒(heng)變(bian)形(xing)和慢應變(bian)速率拉伸加(jia)載(zai)三種(zhong)方(fang)式。


 1. 恒載(zai)荷加(jia)載(zai)方式


 利用砝(fa)碼(ma)、力矩、彈簧等對試(shi)樣施加(jia)(jia)一(yi)定的(de)(de)載(zai)荷(he)(he)(he)進行(xing)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)實(shi)(shi)驗。這種加(jia)(jia)載(zai)應(ying)(ying)力的(de)(de)方式(shi)往往用于模擬工程構件可(ke)(ke)能(neng)受到(dao)的(de)(de)工作應(ying)(ying)力和加(jia)(jia)工應(ying)(ying)力。可(ke)(ke)采用直(zhi)接拉伸加(jia)(jia)載(zai)，如在一(yi)端固定的(de)(de)試(shi)樣上直(zhi)接懸掛砝(fa)碼(ma)；也(ye)可(ke)(ke)采用杠桿系(xi)統加(jia)(jia)載(zai)，這種方式(shi)始(shi)終具有恒定的(de)(de)外加(jia)(jia)載(zai)荷(he)(he)(he)。恒載(zai)荷(he)(he)(he)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)實(shi)(shi)驗雖然(ran)外加(jia)(jia)載(zai)荷(he)(he)(he)是(shi)恒定的(de)(de)，但試(shi)樣在暴露(lu)過程中由于腐蝕(shi)和產生裂(lie)紋(wen)使其橫截面積不(bu)斷(duan)(duan)減(jian)小，從而使斷(duan)(duan)裂(lie)面上的(de)(de)有效應(ying)(ying)力不(bu)斷(duan)(duan)增加(jia)(jia)。與(yu)恒變形實(shi)(shi)驗相比(bi)，必然(ran)導(dao)致試(shi)樣過早斷(duan)(duan)裂(lie)。恒載(zai)荷(he)(he)(he)實(shi)(shi)驗條件更(geng)為嚴苛，試(shi)樣壽命更(geng)短，應(ying)(ying)力腐蝕(shi)的(de)(de)臨界應(ying)(ying)力更(geng)低(di)。


 2. 恒變形加(jia)載方式(shi)


 通過直(zhi)接(jie)拉(la)(la)伸或(huo)彎曲使試(shi)(shi)(shi)樣變(bian)(bian)形而產生拉(la)(la)應(ying)力(li)(li)，利用具有足夠剛性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)框(kuang)架維持這種變(bian)(bian)形或(huo)者直(zhi)接(jie)采用加(jia)(jia)(jia)(jia)力(li)(li)框(kuang)架，以保(bao)證試(shi)(shi)(shi)樣變(bian)(bian)形恒(heng)(heng)定(ding)，此為恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)方式(shi)。這種加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)應(ying)力(li)(li)方式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)樣類型及恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)預制裂(lie)紋(wen)試(shi)(shi)(shi)樣等(deng)均(jun)屬于恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形加(jia)(jia)(jia)(jia)載(zai)方式(shi)。恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)實驗過程中(zhong)，當(dang)裂(lie)紋(wen)產生后還會(hui)引(yin)起應(ying)力(li)(li)下降，這是因(yin)為應(ying)力(li)(li)在裂(lie)尖高度集中(zhong)，使裂(lie)紋(wen)張開，而且有一(yi)部分外(wai)加(jia)(jia)(jia)(jia)彈性(xing)應(ying)變(bian)(bian)轉(zhuan)變(bian)(bian)成為塑性(xing)應(ying)變(bian)(bian)，應(ying)力(li)(li)下降使裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)發展放慢或(huo)終止，因(yin)此可(ke)能觀(guan)察不到試(shi)(shi)(shi)樣完全斷裂(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象，只能借助微(wei)觀(guan)金相檢查分析裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)生成。此外(wai)，為確定(ding)裂(lie)紋(wen)最初出現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)時間，經常需(xu)要中(zhong)斷實驗，取(qu)出試(shi)(shi)(shi)樣觀(guan)察。


3. 慢應變速(su)率加載方式


 慢(man)應(ying)(ying)(ying)變速(su)(su)率實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)(fang)法(fa)是由(you)P.N.Parkins 和 Honthorne等(deng)人提(ti)出，并(bing)作(zuo)為(wei)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)室實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)而建立(li)起來(lai)的，1977年統(tong)一命(ming)名為(wei)SSRT.作(zuo)為(wei)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)室實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)，最初應(ying)(ying)(ying)用(yong)于快速(su)(su)選材、判(pan)斷不(bu)同合金(jin)成分和不(bu)同結構等(deng)對(dui)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的敏感(gan)性(xing)或對(dui)各(ge)類(lei)電化學參數的影響等(deng)，近年來(lai)已用(yong)于理論研(yan)究(jiu)，并(bing)逐漸成為(wei)研(yan)究(jiu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)行為(wei)的經(jing)典方(fang)(fang)法(fa)，已被ISO和ASTM定為(wei)判(pan)斷應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂的一種(zhong)標準方(fang)(fang)法(fa)。SSRT方(fang)(fang)法(fa)提(ti)供了(le)在傳統(tong)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)不(bu)能(neng)迅速(su)(su)激發應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的環(huan)境里確定延性(xing)材料(liao)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)敏感(gan)性(xing)的快速(su)(su)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)，由(you)于它具有可(ke)大大縮短(duan)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)周期，并(bing)且(qie)可(ke)以(yi)采用(yong)光滑小試樣等(deng)一系(xi)列優點，因而被廣泛應(ying)(ying)(ying)用(yong)于各(ge)種(zhong)材料(liao)一介質的應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)研(yan)究(jiu)。


 一(yi)(yi)些研究者認為：在(zai)發(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)體(ti)系(xi)(xi)中(zhong)，應(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)是為了促進應(ying)變(bian)速率(lv)，真正控制(zhi)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕裂紋發(fa)生(sheng)(sheng)和擴(kuo)展的(de)(de)(de)(de)參數是應(ying)變(bian)速率(lv)而不是應(ying)力(li)(li)本身。事實上，在(zai)恒載荷和恒應(ying)變(bian)實驗中(zhong)以及在(zai)實際發(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)設備部件(jian)中(zhong)，裂紋擴(kuo)展的(de)(de)(de)(de)同時也或(huo)多(duo)或(huo)少地伴有緩慢的(de)(de)(de)(de)動態應(ying)變(bian)，應(ying)變(bian)速率(lv)取決(jue)于初始應(ying)力(li)(li)值和控制(zhi)蠕變(bian)的(de)(de)(de)(de)各冶金(jin)參量。電子金(jin)相(xiang)研究表(biao)明(ming)，應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕是通過外加(jia)應(ying)力(li)(li)所產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)滑移(yi)臺階上的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)，某一(yi)(yi)體(ti)系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕只在(zai)某一(yi)(yi)應(ying)變(bian)速率(lv)范圍內才顯示(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。