低合金钢在大气环境中经历初期腐蚀萌生与扩展,向全面腐蚀发展,并形成稳定锈层。在此过程中钢中夹杂物和组织结构影响低合金钢的初期腐蚀行为及全面腐蚀的锈层转变过程,且合金元素在夹杂物区域及组织结构中的分布特征影响了各阶段的腐蚀特征。本文通过真空冶炼、腐蚀形貌观察、产物分析等手段研究了贝氏体组织状态下的合金元素Cu、Cr、Sb单一及协同作用对锈层转变特征影响,明确了合金元素对低合金钢锈层作用机制,并优选了 CuCr08Sb钢;结合钢中初期腐蚀多萌生于夹杂物区域的特征,通过原位观测、微区电化学、第一性原理计算等手段对钢中所含有的夹杂物的初期腐蚀萌生行为进行研究,明确钢中所含夹杂物的初期腐蚀萌生机制;利用透射电镜、三维原子探针、浸泡试验等方法分析了不同组织状态CuCr08Sb钢中合金元素的分布特征,并以夹杂物为腐蚀起点,研究了不同组织状态下合金元素对初期腐蚀萌生及扩展行为的影响;最后,分析不同组织结构状态下CuCr08Sb钢腐蚀行为,研究初期腐蚀对低合金钢锈层转变特征影响机制。结果表明:低合金钢中合金元素Cu、Cr对锈层特征存在不同影响机制。Cu在腐蚀过程中通过中间产物Cu2O生成稳定产物Cu（OH）2和CuO,提高了锈层稳定性;Cr在腐蚀环境中快速形成CrO3和Cr（OH）3,并形成稳定产物Cr2O3,成为溶解Fe2+的形核位点,促进腐蚀产物转变过程,且生成稳定产物FeCr204,有利于提高锈层的致密性和稳定性,但Cr在外锈层中存在流失现象。低合金钢中的Cu、Cr、Sb相互作用提升锈层特征。Cr促进腐蚀产物Fe3O4的转变过程,有利于Cu向稳定产物CuFeO2转变,且Sb促进Cu的析出行为,提高Cu向CuFeO2转变的反应位点,促进了致密内锈层的转变过程,稳固了 Cr在内锈层的分布特征。与此同时,促进Sb向Sb2O3及Sb2O5的转变过程。三者相互作用提高锈层稳定性和保护性,抑制海洋大气环境中Cl-的劣性影响。低合金钢初期腐蚀源于夹杂物区域,且夹杂物的性质影响夹杂物初期腐蚀萌生特征,CuCr08Sb钢所含有的CaO/CaS-TiN-MgO-Al2O3夹杂物是包含多种初期腐蚀诱因的复合体系,腐蚀环境中CaS与空腔相互作用促进了CuCr08Sb钢的初期腐蚀萌生行为,且Cu以氧化物形式存在于夹杂物腐蚀区域。组织结构差异影响合金元素Cu、Cr、Sb分布特征。Cr在珠光体钢中的晶内或渗碳体片层区域偏析,渗碳体偏析的Cr以（Cr,Fe）7C3形式存在,且Cr微量偏聚于晶界中;受元素扩散特征影响,Cr在贝氏体钢中分布均匀。珠光体钢和贝氏体钢中Cu在晶界区域偏析,以Cu或者Cu2Sb的形式存在,且夹杂物区域存在Cu析出行为。Cu的析出对Sb具有较强的捕获能力,且对Ni有一定的捕获能力。不同组织钢中合金元素Cu、Cr、Sb的分布特征影响初期腐蚀萌生与扩展行为。夹杂物区域优先发生腐蚀萌生行为,且夹杂物区域析出的Cu和Sb被氧化为Cu2O和Sb2O3分布蚀坑区域,影响蚀坑扩展;受合金元素晶界偏聚影响,珠光体钢初期腐蚀扩展过程沿晶内随机进行,腐蚀扩展过程中渗碳体区域偏析的Cr参与腐蚀生成CrO3和Cr（OH）3;贝氏体钢中晶界具有较高的腐蚀活性,且晶内元素均匀分布,腐蚀扩展沿晶界均匀进行。贝氏体组织低合金钢在初期腐蚀和锈层特征中均表现出良好的耐蚀行为,且初期腐蚀萌生与扩展影响锈层特征。贝氏体钢中Cr的均匀分布特征以及组织均匀单一的特征有利于锈层均匀发展,且与Cu、Sb共同作用减缓夹杂物蚀坑扩展行为。锈层均匀发展以及Cr的产物均匀分布有利于锈层快速转变,并影响Cu和Sb的产物转变过程,协同作用显著提高锈层稳定性和保护性。