在沿海地区,碳钢与盐雾接触发生氧化还原反应,使材料受到腐蚀是一项非常严重的问题。由于碳钢直接暴露的表面受到腐蚀的场景和条件繁多,因此研究其腐蚀机理是一个复杂的过程。本课题采用反应分子动力学模拟方法研究了碳钢的腐蚀行为、电荷分布和氧化物生长机制。研究了在不同温度下,含碳量为0.1%的碳钢在盐度均为3.5%,密度分别为1.03、0.52和0.10 g/ml的盐雾中的腐蚀动力学。结果表明,常密度（1.03 g/ml）盐雾系统以块状腐蚀为主,稀薄密度（0.52 g/ml和0.10 g/ml）盐雾系统以点蚀为主。碳钢表面的Fe晶格缺陷会引起盐雾中的O、H、Cl粒子向内迁移,引发深层氧化。在碳钢腐蚀中,盐雾密度占主导地位。因此,与稀薄密度盐雾相比,温度对常密度盐雾系统的氧化动力学影响要大得多。此外,对碳钢的“脱碳”现象进行观察,验证了脱碳层中的碳含量随着氧化程度的加深而不断降低。增长1.03 g/ml盐雾系统的模拟时间后,发现氧化物的生长和腐蚀行为主要发生在600 ps以前,此时的腐蚀速率由化学反应速率决定。在600 ps以后,腐蚀速率由电子扩散速率决定。随后,通过H2O分子的消耗速率对Arrhenius方程进行拟合,计算了活化能大小以估计不同盐雾系统的氧化特性。当盐雾密度降低时,活化势垒趋于增加,盐雾的氧化性变弱。采用同样的方法比较了受0、2、4、6、8和10 MPa拉应力作用的碳钢在1.03 g/ml盐雾中的腐蚀行为。结果表明,应力会促进阳极区Fe原子溶解在盐雾中。低应力条件（0、2、4和6 MPa）下腐蚀特征以点蚀为主,高应力条件（8MPa和10 MPa）下点蚀和块状腐蚀均会发生。脱离的Fe原子在碳钢基体表面形成腐蚀坑,促进了O和H原子从高浓度向低浓度扩散至裂纹尖端,引发内部原子氧化。