应力腐蚀开裂（SCC）常见检测方法
应力腐蚀开裂（SCC）是材料在拉伸应力与特定腐蚀介质协同作用下发生的脆性断裂，其危害性在于裂纹扩展迅速且无宏观变形预兆，可能导致设备突发性失效，甚至引发重大安全事故。例如，石油管道在湿硫化氢环境中的硫化物应力腐蚀（SSC）、核电高温水环境中的镍基合金开裂等，均是工业领域的高风险场景。一般认为发生SCC需要同时具备三个条件，即敏感材料、特定介质和拉伸应力。
图1. 应力腐蚀三个基本要素
应力腐蚀在检测中面临着多方面的挑战，如应力腐蚀复杂的作用机制和变化的试验条件。目前，应力腐蚀常见的检测方法根据载荷施加方式的不同，分为恒应变法（GB/T 15970）、恒载荷法（GB/T 15970、GB/T 4157）以及慢应变速率法（GB/T 15970.7）。
1. 恒应变法
各种形式的弯曲试验属于此范畴，是最受欢迎的一类试验。常见的恒变形法有C形环法、U形环法、弯梁法等。这些恒变形法一般是通过卡具或是螺栓固定试样，给试样施加一定的应力，使试样产生恒定的变形。
图2. 应力腐蚀恒应变实验夹具及工装
图3. 实验室中正在进行的恒应变法
2. 恒载荷法
恒载荷法是指利用砝码、弹簧等方式，对腐蚀环境中的试样施加一个恒定的载荷，以研究试样在环境中的应力腐蚀行为。同时，有学者结合该方法在试样表面贴上应变片来测量应力大小。此类试验可更好地模拟由于外加或工作应力引起的应力腐蚀破坏。
3. 慢应变速率试验
慢应变速率拉伸试验一般是根据GB/T 15970.7-2018进行，适用于金属和合金的应力腐蚀试验。根据国标要求，将试样置于腐蚀环境中，一般是置于腐蚀溶液中，缓慢地对试样施加一个拉伸载荷，使得试样发生恒定缓慢的变形，慢应变速率推荐值一般为10-3 s-1~10-7 s-1，直至试样出现裂纹或试样被拉断。从被拉断的试样中可以直接或间接获得多项参数，例如断后伸长率、断面收缩率等塑性指标，抗拉强度、屈服强度、弹性模量等强度指标。同时，对于断裂后的试样，还可以测量裂纹长度、裂纹深度，以及观察断口形貌等。慢应变速率拉伸实验因其可以获得较多的力学实验数据，且操作简便，因此慢应变速率拉伸实验也被作为研究应力腐蚀的首选方法，值得注意的是需要根据不同拉伸材料去选择合适的应变速率。
图4. 应力腐蚀慢应变速率拉伸装置图
在上述的几种测试方法中，慢应变速率拉伸是使用最为广泛的研究方法，该方法可以实时绘制出拉伸曲线，反映材料的力学性能，缺点是慢应变速率试验相较于普通拉伸试验的时间较长，对一般拉伸试验机伺服系统可能构成一定挑战。恒变形法适用于大批量的弯曲实验，结构简单，缺点在于随着裂纹的发展会出现应力松弛现象。恒载荷法操作简便、实验成本低，但不适用于大批量测试，且测试时间相对较长。
