大气腐蚀是金属材料在自然大气环境中发生的腐蚀现象,是最为普遍的一种腐蚀形式。现代工业的发展对金属材料的耐蚀性要求越来越高,而这些材料的发展又与大气腐蚀机理的研究密切相关,因此探索金属大气腐蚀现场原位、无损分析,提高材料腐蚀后的分析测试手段,研究大气腐蚀过程与机理具有重要意义。本文研究了模拟海洋大气环境下Q235钢腐蚀演化过程,通过图像处理获取锈层组成的信息。将电化学监测和图像分析相结合,通过提取图像特征参数,并与电化学信息进行对比分析,研究Q235钢在薄液膜下腐蚀演化与图像信息的相关性。丝束电极数据分析表明随着时间增加,Q235钢平均腐蚀电位降低,腐蚀电位标准差减小,阳极区域不断扩大。神经网络图像分析表明随时间增加,锈层中保护性组成α-FeOOH的含量增加,对氧的扩散出现阻挡作用,促使腐蚀由局部特征转化为均匀特征。腐蚀电化学信息表明,腐蚀由局部区域优先腐蚀向均匀化转变,腐蚀减缓,腐蚀图像特征表明随着腐蚀的进行,出现减缓腐蚀的腐蚀产物组成,腐蚀行为与图像特征信息具有相关性。采用现场暴露试验和图像处理手段研究了Q235钢在海洋大气环境下的腐蚀图像演化。结果表明,试验初期,试样表面尚未形成均匀锈层,而随着时间变化,金属基体表面被锈层覆盖,腐蚀图像呈现由橙黄向红褐色的变化趋势;利用图像处理的方法,得到Q235钢在大气现场暴露试验中锈层图像RGB分布图,根据波形特点每幅图提取15个图像特征值。神经网络训练结果表明图像特征值与失重数据之间有很好的相关性。利用彩色图像处理的方法,分析Q235钢外锈层保护性组成α-FeOOH的演化过程。模拟海洋大气环境对Q235丝束电极在正常环境和磁场环境下进行对比试验。从腐蚀图像与丝束电极测试分析,与正常环境相比,阳极区主要分布在四周,阴极区在中部比较集中,Q235丝束电极在磁场环境中阳极数目减少,腐蚀不均匀性增加,丝束电极中部受到磁场梯度力的保护。为进一步研究磁场作用于电极反应的机理,进行了Q235钢丝束电极在磁化溶液中的试验,结果表明,磁化溶液中Q235腐蚀行为与磁场环境中的趋势接近,磁化了的电解质是磁场作用于碳钢腐蚀过程的重要因素。