腐蚀损伤严重影响着金属铝使用的安全性。本论文以腐蚀理论和实验结论为基础,结合元胞自动机方法,建立不同腐蚀环境下铝的腐蚀模型,对腐蚀过程中的蚀坑扩展以及腐蚀产物生成进行深入的研究,并建立了模拟三种不同环境下的金属铝腐蚀过程的模型。通过计算机模拟,有助于进一步理解金属铝腐蚀损伤的演化过程。本论文的研究目的是弥补实验研究金属腐蚀的不足,通过元胞自动机方法建立合理的腐蚀模型,研究不同环境下铝的腐蚀过程。模拟结果直观地展示了不同离子对铝腐蚀发展的影响。通过对比、分析和归纳模拟结果,对于理解单个因素对金属材料的腐蚀,以及了解腐蚀机制都有重要意义,并可以为今后研究多个因素的交互作用提供一定的支持。本文的主要研究内容如下:(1)采用二维元胞自动机方法,结合铝的腐蚀机理,定义相应的元胞类型和局部规则,利用数学软件MATLAB编程计算,建立腐蚀模型。从介观尺度对金属铝表面的单坑腐蚀、多坑腐蚀以及均匀腐蚀进行模拟,得到不同条件下的腐蚀损伤形貌图。模拟得到的腐蚀形貌图与实验得到的腐蚀形貌图形状相似,说明了该模型可以用于金属铝的腐蚀模拟。(2)针对在工业污染区域中使用的金属被腐蚀的情况,并结合硫酸根离子对金属铝的腐蚀影响机理,建立硫酸根离子对金属铝腐蚀损伤影响的模型,模拟了硫酸根离子对铝腐蚀的促进过程。并且针对硫酸根离子增加电解质溶液导电性的特点,对局部腐蚀概率进行修正。(3)针对在沿海及海水环境中使用的金属铝的腐蚀情况,结合氯离子对金属铝的腐蚀影响机理,建立氯离子对金属铝腐蚀损伤演化的模型。模拟了氯离子对金属表面钝化膜的破坏作用以及促进金属腐蚀的过程,并将硫酸根离子对铝腐蚀的影响结果,与氯离子对铝腐蚀的影响结果进行对比,解释了氯离子对金属铝腐蚀危害更大的原因。