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)、應力腐蝕實驗的(de)試樣
應力腐蝕實驗的(de)試(shi)(shi)樣一般可分為三類：光滑試(shi)(shi)樣、缺口(kou)試(shi)(shi)樣和預(yu)制裂(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣。
1. 光滑試樣
光(guang)滑(hua)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)是在傳(chuan)統力(li)學實(shi)驗(yan)中常用(yong)的試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)，也(ye)是應(ying)力(li)腐(fu)蝕實(shi)驗(yan)中用(yong)得最多(duo)的試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)類(lei)(lei)型。應(ying)力(li)腐(fu)蝕實(shi)驗(yan)中靜(jing)止(zhi)加載的光(guang)滑(hua)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)可以分為(wei)三大類(lei)(lei)：彈性(xing)應(ying)變(bian)(bian)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、塑性(xing)應(ying)變(bian)(bian)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)和(he)殘余應(ying)力(li)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)。彈性(xing)應(ying)變(bian)(bian)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)包括彎梁試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、C形(xing)環試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、O形(xing)環試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)、拉伸試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)和(he)音叉試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)。
2. 缺口試樣
缺口試樣是模擬(ni)金屬材(cai)料中宏(hong)觀裂紋(wen)(wen)和各種加工(gong)缺口效應以(yi)考(kao)察材(cai)料應力(li)(li)腐蝕敏(min)感性(xing)的(de)專門試樣。使(shi)用(yong)缺口效應有以(yi)下優點：①. 縮短孕育(yu)期，加速(su)應力(li)(li)腐蝕進(jin)程；②. 使(shi)應力(li)(li)腐蝕限定于缺口區域(yu)；③. 改善測量數(shu)據的(de)重現性(xing)；④. 便于測量某些(xie)參數(shu)，如裂紋(wen)(wen)擴展速(su)率。
3. 預制裂紋試樣
預制(zhi)裂紋(wen)試(shi)樣是(shi)預開機械缺(que)口并經(jing)疲勞法(fa)處理產生裂紋(wen)的試(shi)樣，通(tong)過應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)實驗和斷裂力(li)學分析，測(ce)試(shi)結果(guo)可用于工程(cheng)設(she)(she)計(ji)、安全評定(ding)和壽(shou)命(ming)設(she)(she)計(ji)。這種基于斷裂力(li)學的預制(zhi)裂紋(wen)試(shi)樣，由于顯(xian)著地縮短(duan)了孕育期而加速應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)破壞，測(ce)試(shi)時間短(duan)，數(shu)據比較集中，便于研究裂紋(wen)擴展動力(li)學過程(cheng)。
二、應力腐蝕實驗(yan)的(de)加載方式(shi)
在應力腐蝕實驗中，應根據實驗目的選擇合(he)適的試樣類型和加載(zai)方式。加載(zai)方式通常可以分為恒載(zai)荷、恒變形和慢(man)應變速率拉伸加載(zai)三種方式。
1. 恒載荷加載方式
利用(yong)砝碼(ma)、力(li)(li)(li)(li)(li)矩、彈(dan)簧等對(dui)試(shi)樣施加(jia)一定的(de)載(zai)(zai)(zai)荷進(jin)行應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)。這種加(jia)載(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)的(de)方式(shi)往(wang)往(wang)用(yong)于模擬工(gong)(gong)程構件(jian)可能(neng)受(shou)到(dao)的(de)工(gong)(gong)作(zuo)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)和(he)加(jia)工(gong)(gong)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)。可采用(yong)直接拉(la)伸加(jia)載(zai)(zai)(zai)，如在一端(duan)固定的(de)試(shi)樣上直接懸掛砝碼(ma)；也可采用(yong)杠(gang)桿系統(tong)加(jia)載(zai)(zai)(zai)，這種方式(shi)始終具有(you)恒定的(de)外加(jia)載(zai)(zai)(zai)荷。恒載(zai)(zai)(zai)荷應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)雖然(ran)(ran)外加(jia)載(zai)(zai)(zai)荷是恒定的(de)，但試(shi)樣在暴(bao)露過程中由于腐(fu)蝕(shi)和(he)產生裂(lie)紋使其橫截面積不斷(duan)減小，從而使斷(duan)裂(lie)面上的(de)有(you)效應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)不斷(duan)增加(jia)。與恒變形實(shi)(shi)驗(yan)(yan)相(xiang)比，必然(ran)(ran)導(dao)致試(shi)樣過早斷(duan)裂(lie)。恒載(zai)(zai)(zai)荷實(shi)(shi)驗(yan)(yan)條件(jian)更為(wei)嚴苛(ke)，試(shi)樣壽命(ming)更短，應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)臨界應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)更低。
2. 恒變形加載方式
通過直接(jie)拉伸或彎曲使試樣(yang)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)而產生拉應(ying)(ying)力(li)，利用具(ju)有足(zu)夠(gou)剛性(xing)的框架(jia)維持這(zhe)種變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)或者(zhe)直接(jie)采用加(jia)力(li)框架(jia)，以保(bao)證試樣(yang)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)恒(heng)(heng)定，此為(wei)(wei)恒(heng)(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)加(jia)載(zai)方(fang)式。這(zhe)種加(jia)載(zai)應(ying)(ying)力(li)方(fang)式的試樣(yang)類(lei)型及恒(heng)(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)加(jia)載(zai)的預制裂紋試樣(yang)等均(jun)屬于恒(heng)(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)加(jia)載(zai)方(fang)式。恒(heng)(heng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)應(ying)(ying)力(li)腐蝕實(shi)驗過程中，當裂紋產生后還會引(yin)起應(ying)(ying)力(li)下降，這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)(wei)應(ying)(ying)力(li)在裂尖高度集(ji)中，使裂紋張開，而且有一部分外(wai)加(jia)彈性(xing)應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian)成為(wei)(wei)塑性(xing)應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)，應(ying)(ying)力(li)下降使裂紋的發展(zhan)放慢或終止，因(yin)此可(ke)能觀察不(bu)到試樣(yang)完全斷裂的現(xian)象，只能借助微觀金相檢查分析裂紋的生成。此外(wai)，為(wei)(wei)確定裂紋最初出(chu)現(xian)的時間，經(jing)常需要(yao)中斷實(shi)驗，取出(chu)試樣(yang)觀察。
3. 慢應變速率加載方(fang)式(shi)
慢應(ying)變(bian)速率實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)（Slow Strain Rate Test,SSRT)方(fang)法是由(you)(you)P.N.Parkins 和(he) Honthorne等人(ren)提(ti)出(chu)，并(bing)作為(wei)實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)室實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)法而建立起來的(de)(de)，1977年(nian)統(tong)一命名為(wei)SSRT.作為(wei)實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)室實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)法，最初應(ying)用于快(kuai)速選材(cai)、判斷不(bu)同(tong)合金成分和(he)不(bu)同(tong)結構等對(dui)應(ying)力腐(fu)蝕的(de)(de)敏感(gan)性(xing)或對(dui)各類電化(hua)學參數的(de)(de)影響(xiang)等，近年(nian)來已(yi)用于理論研(yan)究，并(bing)逐漸成為(wei)研(yan)究應(ying)力腐(fu)蝕行為(wei)的(de)(de)經典方(fang)法，已(yi)被ISO和(he)ASTM定為(wei)判斷應(ying)力腐(fu)蝕開裂(lie)的(de)(de)一種標(biao)準方(fang)法。SSRT方(fang)法提(ti)供(gong)了在傳統(tong)應(ying)力腐(fu)蝕實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)不(bu)能(neng)迅速激發應(ying)力腐(fu)蝕的(de)(de)環境里確定延性(xing)材(cai)料應(ying)力腐(fu)蝕敏感(gan)性(xing)的(de)(de)快(kuai)速實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)法，由(you)(you)于它具有可大大縮(suo)短應(ying)力腐(fu)蝕實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)周(zhou)期，并(bing)且可以采用光滑小試樣等一系列優點，因而被廣泛應(ying)用于各種材(cai)料一介質的(de)(de)應(ying)力腐(fu)蝕研(yan)究。
一(yi)些研究者(zhe)認為(wei)：在發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)體(ti)(ti)系中(zhong)，應(ying)(ying)(ying)(ying)力的(de)作(zuo)用是(shi)為(wei)了促進應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)，真正控制應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)裂紋發生(sheng)(sheng)和擴展的(de)參(can)數是(shi)應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)而不是(shi)應(ying)(ying)(ying)(ying)力本(ben)身。事實上(shang)，在恒載(zai)荷和恒應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)實驗中(zhong)以及在實際發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)設備部件中(zhong)，裂紋擴展的(de)同時也(ye)或(huo)多或(huo)少地(di)伴有緩(huan)慢的(de)動(dong)態(tai)應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)，應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)取決(jue)于初始應(ying)(ying)(ying)(ying)力值(zhi)和控制蠕變(bian)(bian)的(de)各(ge)冶金(jin)參(can)量。電(dian)子金(jin)相研究表(biao)明，應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)通過外加應(ying)(ying)(ying)(ying)力所(suo)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)滑移臺階上(shang)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)，某一(yi)體(ti)(ti)系的(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)只在某一(yi)應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)范圍內才顯示出(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。
