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(fu)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. 應力腐蝕實(shi)驗的試樣


 應力(li)腐蝕實(shi)驗的試(shi)樣(yang)(yang)一般可分為三類：光滑(hua)試(shi)樣(yang)(yang)、缺(que)口試(shi)樣(yang)(yang)和預制裂(lie)紋試(shi)樣(yang)(yang)。


 a. 光滑試(shi)樣


光滑試(shi)樣(yang)(yang)是在傳統力學(xue)實驗(yan)中常用(yong)的(de)試(shi)樣(yang)(yang)，也是應(ying)力腐(fu)蝕實驗(yan)中用(yong)得最多的(de)試(shi)樣(yang)(yang)類型。應(ying)力腐(fu)蝕實驗(yan)中靜(jing)止加載的(de)光滑試(shi)樣(yang)(yang)可以分為(wei)三大(da)類：彈性應(ying)變(bian)試(shi)樣(yang)(yang)、塑性應(ying)變(bian)試(shi)樣(yang)(yang)和殘(can)余(yu)應(ying)力試(shi)樣(yang)(yang)。彈性應(ying)變(bian)試(shi)樣(yang)(yang)包(bao)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)。


 b. 缺口試樣(yang)


  缺口試樣是模(mo)擬(ni)金屬材(cai)料中宏觀裂紋和各種加(jia)工缺口效(xiao)應以考察材(cai)料應力腐蝕敏感性(xing)的專(zhuan)門試樣。使用缺口效(xiao)應有以下(xia)優點(dian)：①. 縮短孕育期，加(jia)速(su)應力腐蝕進程；②. 使應力腐蝕限定于(yu)缺口區域；③. 改善測量數據(ju)的重現性(xing)；④便于(yu)測量某些(xie)參數，如裂紋擴(kuo)展速(su)率。


c. 預制裂紋試樣


  預(yu)(yu)制裂(lie)(lie)紋(wen)試樣是預(yu)(yu)開機械(xie)缺(que)口并經疲(pi)勞法處(chu)理產生裂(lie)(lie)紋(wen)的試樣，通過應力(li)(li)腐蝕(shi)實驗和斷裂(lie)(lie)力(li)(li)學分(fen)析，測(ce)試結(jie)果可用于(yu)工程設計、安全評(ping)定和壽命設計。這種基于(yu)斷裂(lie)(lie)力(li)(li)學的預(yu)(yu)制裂(lie)(lie)紋(wen)試樣，由于(yu)顯著地縮短(duan)了(le)孕育(yu)期而加速應力(li)(li)腐蝕(shi)破壞，測(ce)試時間(jian)短(duan)，數據(ju)比較(jiao)集中，便于(yu)研究裂(lie)(lie)紋(wen)擴展動力(li)(li)學過程。



2. 應力腐(fu)蝕實驗的加(jia)載方式


 在(zai)應力(li)腐蝕(shi)實驗中，應根據(ju)實驗目的選擇合適的試樣(yang)類(lei)型和(he)加載方式(shi)。加載方式(shi)通常可(ke)以(yi)分為恒(heng)載荷、恒(heng)變(bian)形和(he)慢(man)應變(bian)速率拉伸加載三(san)種方式(shi)。


 a. 恒載(zai)(zai)荷加(jia)載(zai)(zai)方式


 利用(yong)砝碼(ma)、力(li)矩(ju)、彈簧(huang)等(deng)對(dui)試(shi)樣施加(jia)一定的(de)(de)(de)載荷(he)(he)進行應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)實驗。這種(zhong)加(jia)載應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)方(fang)式往往用(yong)于(yu)模擬(ni)工(gong)程(cheng)構件可能受到的(de)(de)(de)工(gong)作應(ying)(ying)力(li)和(he)加(jia)工(gong)應(ying)(ying)力(li)。可采(cai)用(yong)直接拉(la)伸加(jia)載，如(ru)在一端(duan)固(gu)定的(de)(de)(de)試(shi)樣上直接懸(xuan)掛砝碼(ma)；也可采(cai)用(yong)杠桿系(xi)統加(jia)載，這種(zhong)方(fang)式始終具有(you)(you)恒(heng)定的(de)(de)(de)外加(jia)載荷(he)(he)。恒(heng)載荷(he)(he)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)實驗雖然(ran)外加(jia)載荷(he)(he)是恒(heng)定的(de)(de)(de)，但試(shi)樣在暴露過程(cheng)中(zhong)由于(yu)腐蝕(shi)和(he)產生裂(lie)紋使其橫截面(mian)積不(bu)斷(duan)減小(xiao)，從而(er)使斷(duan)裂(lie)面(mian)上的(de)(de)(de)有(you)(you)效應(ying)(ying)力(li)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)。與恒(heng)變形實驗相(xiang)比，必然(ran)導致(zhi)試(shi)樣過早斷(duan)裂(lie)。恒(heng)載荷(he)(he)實驗條件更(geng)為嚴苛，試(shi)樣壽命更(geng)短，應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)臨(lin)界應(ying)(ying)力(li)更(geng)低(di)。


 b. 恒變形加載方式


通過(guo)直(zhi)(zhi)接拉伸或彎曲使試(shi)樣(yang)(yang)變(bian)(bian)形(xing)(xing)而產生(sheng)(sheng)拉應(ying)力(li)，利用具有足夠(gou)剛性的(de)框架(jia)維(wei)持這種變(bian)(bian)形(xing)(xing)或者直(zhi)(zhi)接采用加力(li)框架(jia)，以保證(zheng)試(shi)樣(yang)(yang)變(bian)(bian)形(xing)(xing)恒定，此(ci)為恒變(bian)(bian)形(xing)(xing)加載(zai)方(fang)式(shi)。這種加載(zai)應(ying)力(li)方(fang)式(shi)的(de)試(shi)樣(yang)(yang)類型(xing)及恒變(bian)(bian)形(xing)(xing)加載(zai)的(de)預制裂紋試(shi)樣(yang)(yang)等均屬(shu)于恒變(bian)(bian)形(xing)(xing)加載(zai)方(fang)式(shi)。恒變(bian)(bian)形(xing)(xing)應(ying)力(li)腐蝕實驗過(guo)程中，當裂紋產生(sheng)(sheng)后(hou)還(huan)會引(yin)起應(ying)力(li)下(xia)降，這是因(yin)為應(ying)力(li)在(zai)裂尖高度集中，使裂紋張(zhang)開，而且有一(yi)部(bu)分外加彈(dan)性應(ying)變(bian)(bian)轉(zhuan)變(bian)(bian)成為塑性應(ying)變(bian)(bian)，應(ying)力(li)下(xia)降使裂紋的(de)發展(zhan)放慢或終止，因(yin)此(ci)可能觀察不(bu)到試(shi)樣(yang)(yang)完全(quan)斷(duan)裂的(de)現象，只能借助微觀金(jin)相檢查(cha)分析裂紋的(de)生(sheng)(sheng)成。此(ci)外，為確定裂紋最初(chu)出現的(de)時間，經常需要中斷(duan)實驗，取出試(shi)樣(yang)(yang)觀察。


 c. 慢應變速率加載方式


 慢應(ying)變速(su)率實(shi)(shi)驗（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)法(fa)(fa)(fa)是由P.N.Parkins 和 Honthorne等人提(ti)出，并作為實(shi)(shi)驗室實(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)(fa)而建立起來(lai)的(de)(de)，1977年(nian)統一(yi)(yi)(yi)命名為SSRT.作為實(shi)(shi)驗室實(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)(fa)，最初應(ying)用于(yu)快(kuai)速(su)選材(cai)(cai)、判斷(duan)不(bu)同合金成(cheng)分和不(bu)同結構等對(dui)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)敏感性(xing)或對(dui)各類電化學參數的(de)(de)影(ying)響(xiang)等，近年(nian)來(lai)已用于(yu)理論研究(jiu)(jiu)，并逐漸成(cheng)為研究(jiu)(jiu)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)行為的(de)(de)經典方(fang)法(fa)(fa)(fa)，已被ISO和ASTM定為判斷(duan)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)開裂(lie)的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)標準(zhun)方(fang)法(fa)(fa)(fa)。SSRT方(fang)法(fa)(fa)(fa)提(ti)供了在(zai)傳統應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗不(bu)能迅速(su)激發應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)環(huan)境里(li)確定延性(xing)材(cai)(cai)料應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)敏感性(xing)的(de)(de)快(kuai)速(su)實(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)(fa)，由于(yu)它具有可大大縮短應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗周期，并且可以采用光滑(hua)小(xiao)試樣等一(yi)(yi)(yi)系列優(you)點，因(yin)而被廣泛應(ying)用于(yu)各種(zhong)材(cai)(cai)料一(yi)(yi)(yi)介質的(de)(de)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)研究(jiu)(jiu)。


  一些(xie)研究者認為(wei)：在(zai)發(fa)(fa)生應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)的(de)(de)體(ti)(ti)系(xi)中，應(ying)(ying)(ying)(ying)力的(de)(de)作用是(shi)為(wei)了(le)促進應(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率，真(zhen)正(zheng)控(kong)制應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)裂(lie)(lie)紋發(fa)(fa)生和擴展的(de)(de)參(can)數是(shi)應(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率而(er)不是(shi)應(ying)(ying)(ying)(ying)力本(ben)身。事實上，在(zai)恒載荷(he)和恒應(ying)(ying)(ying)(ying)變實驗中以(yi)及(ji)在(zai)實際發(fa)(fa)生應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)的(de)(de)設備部件中，裂(lie)(lie)紋擴展的(de)(de)同時也或(huo)多或(huo)少地伴有緩慢(man)的(de)(de)動態(tai)應(ying)(ying)(ying)(ying)變，應(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率取決于初始應(ying)(ying)(ying)(ying)力值和控(kong)制蠕(ru)變的(de)(de)各冶金參(can)量。電子(zi)金相研究表明(ming)，應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)是(shi)通過(guo)外加應(ying)(ying)(ying)(ying)力所產生的(de)(de)滑(hua)移臺階(jie)上的(de)(de)腐蝕(shi)產生的(de)(de)，某(mou)(mou)一體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)只在(zai)某(mou)(mou)一應(ying)(ying)(ying)(ying)變速(su)率范圍內(nei)才顯(xian)示出(chu)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。