大气腐蚀是造成设备、结构件等早期失效与破坏的重要原因。研究大气环境中常用钢材的腐蚀特征并预测其腐蚀模型，对管道安全评价、工程设计都具有重要的意义。 本文通过研究A3碳钢在盐雾箱加速试验、大气暴露试验中的腐蚀模型，建立两者之间的时间加速模型，并探讨其相关性；基于分形动力学理论，模拟计算机模型来预测大气、土壤环境的金属腐蚀过程，并分析其可行性与正确性；通过观察大气早期腐蚀过程中的微液滴现象，讨论微液滴的分布特征，并初探其作用机理。最后，试图将上述各种腐蚀模型应用于管道安全评价，为剩余寿命的预测提供新思路。 研究结果表明；在北京地区大气暴露试验和实验室盐雾箱加速试验中，A3碳钢的腐蚀规律均遵循幂函数模型W=Atn；室内相对室外腐蚀试验的结果具有较好的相关性，且加速倍率随时间的延长而减小并逐渐趋于稳定。根据分形动力学过程，设立了一组代表不同表面状态下的腐蚀发生概率，以此为参数建立了计算机模型，计算结果与实际腐蚀特征吻合一致；还讨论了幂函数模型和计算机模型参数之间的定量关系，揭示了腐蚀发展规律。在大气早期腐蚀过程中，微液滴只发生在阴极区，在金属表面呈规律性分布；微液滴的直径与相应数量之间满足幂函数关系，具有分形特征。在管道安全评价中，提出了应用上述腐蚀模型计算腐蚀速率的新思路，为深入研究管道失效时间、腐蚀剩余寿命产生积极的促进作用。