本文以天然海洋全浸区海水环境为基础,从材料性能、海洋环境两个角度,综合利用失重法、开路电位(OCP)、交流阻抗(EIS)、金相显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)等检测手段,着眼于钢基体与腐蚀产物界面的角度,考虑腐蚀类型和腐蚀诱发、扩散、以及产物的影响探讨了两种组织Q235钢海水腐蚀的动力学和机理；同时结合点蚀电位测量、微生物培养等方法研究了海洋天然生物膜对Q235钢和不锈钢304、316L腐蚀行为的影响和控制,讨论了海水全浸区钢铁腐蚀抑制的现象。首次系统地将腐蚀界面与电化学测试相结合,研究了腐蚀扩散动力学。结果表明,按影响因素不同,腐蚀分为三个阶段,渗碳体与铁素体电偶作用为腐蚀过程最重要的推动力,由于杂散分布的球状渗碳体与铁素体的电偶作用更大,Q235钢正火组织抗腐蚀性能优于退火组织。两者第一阶段的驱动力还有晶界,第三阶段变成了铁锈的电偶作用。退火组织中,腐蚀扩散主要沿晶界进行,尤其是小晶粒和细长晶粒,腐蚀界面小波峰之间的跨度在30-40μm,表面形成20-30μm尺寸的凹坑,腐蚀沿小晶粒晶界扩散更快。正火组织腐蚀除了沿晶界扩散,还沿珠光体扩散,界面形成长约60μm,深15-20μm的小圆弧,与珠光体团尺寸相符,产生更多的局部腐蚀。珠光体腐蚀区域氧含量明显高于其它区域,达到68%,珠光体更易被腐蚀。通过系统观察和分析两种组织铁锈的形成和转化,发现铁锈加速了Q235钢腐蚀,尤其内锈层。完整除锈后表面铁素体增多,基体抗腐蚀性能增加。两种组织Q235钢锈层都是单独形核,退火组织6个小时形成1μm不致密独立球状体,与渗碳体的弥散分布相符,部分球状体10小时长大成10μm聚集体,45天后变成10μm致密的球状体,90天内锈层也是单独形核,裂纹围成40-50μm的单独体,其上有10-20μm的形核核心,由45天锈层中大球状体转变形成。正火组织6小时锈层有两种形貌：形成核心约为0.3μm,放射出约1μm的圆形和核心约0.5μm并呈扇形向外扩展2μm的团絮状,这与珠光体分布有关,45天出现均匀的内锈层,外锈层已完全变成致密的团絮状。全面地将晶界、夹杂物、晶粒形态、渗碳体电偶作用与电化学试验结合,发现初期氧气充足时,晶界和渗碳体为主要的驱动力。Q235钢中硅酸盐夹杂物能引起明显的点蚀,初期15-20μm尺寸的夹杂物能引起50-60μm尺寸的点蚀坑,明显大于氧化铝、钙酸盐夹杂物引起的5μm尺寸点蚀坑,复合夹杂物影响更大。小晶粒和细长晶粒先被腐蚀,1个月后,氧气含量降低,晶界作用减弱,腐蚀的驱动力为夹杂物、渗碳体和铁锈,尤其是夹杂物。腐蚀趋向于大晶粒内扩散。生物膜含有多种细菌(SOB、SRB)。通过比对试验发现Q235钢表面的天然生物膜抑制了Q235钢的好氧腐蚀速率,促进了厌氧腐蚀的产生。浸泡期间,天然海水试样的Rp(极化电阻)1-100天维持在1000-1100Ω·cm2,100天后急剧下降到600Ω·cm2,内锈层硫含量达到9.63%,出现厌氧腐蚀；而灭菌试样的Rp基本保持在600-700Ω·cm2,灭菌环境中Q235钢腐蚀速率明显高于天然海水,是天然海水的1.4倍,说明生物膜是海洋全浸区钢铁腐蚀抑制的一个重要原因。青岛海域天然海水中,316L不锈钢点蚀电位为0.551V；304不锈钢为0.249V,两者差0.3V。浸泡后,316L不锈钢抗腐蚀性能增加,而304不锈钢下降,在阻抗高频区域,第三天,316L不锈钢的Z值大概是304的1.62倍,35天后扩大到4.25倍。304不锈钢氧化铝夹杂物诱发5μm的点蚀。浸泡6个月后,316L不锈钢基体铬、镍、钼／铁比上升,而锰元素消失,这些都提高了它的抗腐蚀性能。