在海水環境中，均質鋼的局部腐蝕所生成的并不一定是典型的孔蝕，然而仿效多數人的說法，在這里仍稱這種腐蝕為孔蝕。作為海水中降低腐蝕最有效的合金元素鉻是否由于場合不同而加深了孔蝕？使人得到這一印象的最初的數據，我想是來自于1940年Hudson進行的幾個海水暴露試驗中在Plymouth所進行的為期7個月的試驗。如已經敘述的那樣，該試驗使用的30種鋼中，實際上具有比碳素鋼腐蝕率低的鋼只有3種［（2.1%~3.7%)Cr-(0.2%~1.3%)Al],然而產生了0.5mm程度深孔蝕的鋼也正是這3種鋼。同時試驗的Cr-Cu系或Cy-Cu-SiP系鋼的Cr小于1%,腐蝕量與碳素鋼相比不變，也沒有發生孔蝕，并且，單獨加入Al的鋼沒有進行試驗。因此，不能判斷孔蝕的原因是由于腐蝕量降低，還是由于添加Cr、Al或Cr+Al。
此(ci)后，Hudson等從1946年開(kai)始在Emsworth進行了(le)為期5年的(de)(de)海水浸泡試驗，試驗中(zhong)加(jia)入了(le)1%~2%Cr的(de)(de)鋼(gang)種和加(jia)入了(le)1.6%AI的(de)(de)鋼(gang)種及加(jia)人了(le)2.8%Ci-1.4%Al等鋼(gang)種并發表了(le)試驗結果。雖然(ran)各(ge)自的(de)(de)腐蝕(shi)量都明(ming)顯低于碳(tan)素鋼(gang)，可是(shi)這次沒有產生(sheng)因成分系而引起的(de)(de)孔蝕(shi)。該結果提出(chu)了(le)孔蝕(shi)的(de)(de)產生(sheng)是(shi)否在同一海水中(zhong)受到某(mou)種環境條(tiao)件左右(you)的(de)(de)新疑(yi)問。
向Hudson提供Cr-Al鋼的Herzon,在Kure Beach進行(xing)了(le)為期46個月全浸泡試驗結(jie)果表明：3.5%Cr鋼與碳(tan)素鋼相(xiang)比，最大孔(kong)蝕(shi)(shi)深度相(xiang)同(tong)，平均孔(kong)蝕(shi)(shi)深度是1.7倍，相(xiang)反4%Cr-0.8%Al鋼的孔(kong)蝕(shi)(shi)深度比碳(tan)素鋼好，最大為1/3弱(ruo)，平均1/2弱(ruo)。以后Herzon敘(xu)述了(le)孔(kong)蝕(shi)(shi)程度與溶(rong)解(jie)氧(yang)密切相(xiang)關，特別添加了(le)Cr、Al的場合，溶(rong)解(jie)氧(yang)低時容(rong)易產生孔(kong)蝕(shi)(shi)。
根據(ju) Larrabee 所引(yin)用的在巴拿馬運河地區的鹽水（brackishwater)浸泡試驗結果(guo)，含鉻鋼(gang)腐蝕率(lv)、最大腐蝕深度都(dou)比碳素鋼(gang)優秀。
1960年代(dai)后(hou)期（昭和40年代(dai)的(de)(de)前(qian)期），日(ri)本進行了具有海水耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)的(de)(de)耐(nai)(nai)海水鋼的(de)(de)研究開(kai)發，不管誰(shui)探討(tao)以(yi)添(tian)加(jia)鉻為基礎提高耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)，最關注的(de)(de)問(wen)題是(shi)(shi)通過添(tian)加(jia)鉻，孔蝕(shi)發生的(de)(de)傾向(xiang)是(shi)(shi)否增加(jia)了。在那以(yi)前(qian)公開(kai)發表的(de)(de)日(ri)本本國以(yi)外的(de)(de)各種數據對鉻的(de)(de)效果在機理上沒有進行過詳細的(de)(de)論述，而且(qie)上述通過鉻促進孔蝕(shi)的(de)(de)數據也不多，這是(shi)(shi)其中的(de)(de)一個理由。
還有一個(ge)理由是(shi)根據實驗(yan)觀(guan)察，在(zai)實驗(yan)室里把鋼(gang)(gang)材試(shi)(shi)片浸泡在(zai)人工(gong)海水中(zhong)進行腐蝕試(shi)(shi)驗(yan)時，就連碳素鋼(gang)(gang)也不會使腐蝕突(tu)然擴(kuo)展(zhan)到(dao)全表(biao)面(mian)，點銹生成后它們逐漸(jian)地擴(kuo)展(zhan)或者合(he)并達到(dao)全表(biao)面(mian)。例如(ru)在(zai)加(jia)入1%以上的(de)(de)(de)鉻提(ti)高了(le)平均耐蝕性的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)材中(zhong)腐蝕的(de)(de)(de)擴(kuo)展(zhan)非常(chang)慢，雖然不久被沉淀銹覆蓋看(kan)不見(jian)了(le)，可是(shi)1年后撈起來(lai)除(chu)去銹進行研(yan)究時，據說(shuo)仍存在(zai)相當多(duo)的(de)(de)(de)未(wei)腐蝕部分。
如果是(shi)集水面(mian)積原理(li)（catchment area principle)在起(qi)作用(yong)，不(bu)管(guan)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)部分(fen)(fen)(fen)、非侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)部分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)面(mian)積比(bi)(bi)率(lv)，而用(yong)到(dao)達全面(mian)的(de)(de)(de)(de)溶解(jie)氧的(de)(de)(de)(de)供給量(liang)來決(jue)定(ding)全體腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)話，那么非侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)部的(de)(de)(de)(de)面(mian)積比(bi)(bi)率(lv)越(yue)高(gao)則腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)部分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)越(yue)深，這就會助長(chang)所(suo)謂的(de)(de)(de)(de)孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)傾(qing)(qing)向。所(suo)以說，在降低全體腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)同時，為(wei)了(le)獲得耐孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)強的(de)(de)(de)(de)耐海水鋼(gang)(gang)，必(bi)須選(xuan)擇不(bu)容易生成非侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)部分(fen)(fen)(fen)而且平(ping)均侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)度低的(de)(de)(de)(de)成分(fen)(fen)(fen)系。容易殘留大的(de)(de)(de)(de)非侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)部分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)傾(qing)(qing)向是(shi)平(ping)均侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)度小，可是(shi)不(bu)容易生成非侵(qin)(qin)(qin)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)部分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種平(ping)均腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)率(lv)比(bi)(bi)碳素鋼(gang)(gang)優秀。
清水、久野及鳩中(1973年）把Cr、Al等合金元素含量不同的16種低合金鋼放在海水中浸泡1年，研究了腐蝕量和侵蝕部分面積的比率［以下稱為宏觀陽極面積比率（Aa),并且，把非侵蝕部分面積稱為宏觀陰極面積比率（Ac)。Aa+Ac=1]的關系。如圖3-3所示，當全體的陽極面積比率小時，就是說非侵蝕部分殘留的越多，全體的腐蝕越小，然而即使在同一腐蝕量下，Ac也相當寬，存在著Aa大（腐蝕不局部化）而且腐蝕小的數據（在圖3-3中靠近右下方的數據）。該數據是肯定了在海水中有耐蝕性好的耐海水鋼存在的重要數據。
隨著Ac增大，腐蝕速度降低；或者在同樣腐蝕速度下，由于鋼的組成不同，Ac或Aa發生變化都意味著集水面積原理是不成立的，這種說明很有必要。
用這種方法，1970年Cleary 在(zai)食鹽水中腐蝕(shi)(shi)碳(tan)素鋼(gang)或鐵時，注意到(dao)從浸(jin)泡開(kai)始(shi)生成侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)部分(fen)和非侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)部分(fen)，侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)部分(fen)經數小時擴展到(dao)表(biao)面的(de)(de)85%,可是以(yi)后即使表(biao)面全部被(bei)沉積的(de)(de)銹覆蓋(gai)，約(yue)15%的(de)(de)非侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)部分(fen)至少(shao)在(zai)6個月后仍殘存著。他用自己開(kai)發的(de)(de)能夠測定(ding)pH值(zhi)、溶解氧和電位微小分(fen)布(bu)的(de)(de)微型電極，測定(ding)了(le)腐蝕(shi)(shi)進(jin)行(xing)中鋼(gang)表(biao)面的(de)(de)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)部分(fen)和非侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)部分(fen)。
非侵蝕部分主要 作為陰極起作用，鋼表面的pH值在9~9.5(有時為10)范圍，在與表面成直角方向上氧的濃度斜率大。侵蝕部分主要作為陽極起作用，在與表面成直角方向上pH值沒有變化，氧的濃度斜率比非侵蝕部分小。曾經試圖證明陰極反應引起氧的消耗速度與此對應生成Fe2+引起氧的化學消耗的平衡和侵蝕部／非侵蝕部面積比的關系，可是沒有得到明確的結論。
清水等認為，到達宏觀陰極的氧對宏觀局部電池有貢獻，到達宏觀陽極內微小陰極的氧對微觀的局部電池也有貢獻，把各自的貢獻看成與As有關系建立了腐蝕速度的公式。如果適當地選取對這些貢獻有關系的幾個參數，那么就能夠表示與實驗結果大體一致的腐蝕速度和Aa的依存性。
清水、玉田及松(song)島(1978年）把(ba)在宏觀(guan)陽極和(he)宏觀(guan)陰極上氧的(de)還(huan)原速度分別設為(wei)K和(he)L,建立了(le)更(geng)簡化的(de)腐蝕速度公式，就是說把(ba)全面的(de)平(ping)均腐蝕速度設為(wei)Q時，則得到下式：
如果宏觀陰(yin)極上氧的(de)還原速度緩慢(man)，若(ruo)α<1,則腐蝕您c的(de)增加而減小，與一(yi)般的(de)傾向一(yi)致。
如圖3-4所示，他們把碳素鋼作為宏觀陽極，把含鉻鋼作為宏觀陰極，制成各種面積比而且形狀一定的組合試驗材，在人工海水中進行腐蝕試驗，宏觀陽極上使用3%Cr鋼時，設α=0.48;使用9%Cr鋼，設a=0.28時與理論公式一致，就是說，抑制了宏觀陰極氧的還原速度（α<1).結論認為：這是由于在宏觀陰極生成的堿使人工海水中的Ca2+、Mg2+析出，形成了擴散障壁的緣故。
根據幾位研究者的研究結果可知，在添加合金元素降低全腐蝕率的場合，通過Ac的增大及α<1來實現時，它與孔蝕深度的增大有關。所以說，雖然全腐蝕率的降低能避免這種現象，可是如果不能把前節所敘述的銹的擴散障壁作用擴展到全表面，就不能獲得優秀的耐海水鋼。添加鉻元素時，初期在碳素鋼生成的宏觀陰極容易發生堿儲存所引起的鈍化，容易生成宏觀陰極。可以認為這就是鉻加深孔蝕的一些數據產生的背景。
如圖3-3所(suo)示，腐蝕率小而且不容易(yi)生成(cheng)(cheng)宏觀(guan)陰極的成(cheng)(cheng)分系(xi)是(shi)存(cun)在的。在日本開(kai)發的耐海水鋼(gang)幾乎全部都添(tian)加了鉻，然而可以說(shuo)這(zhe)些鋼(gang)是(shi)通過把鉻控制在一(yi)定限度(du)以內，同時采用添(tian)加鎳或鉬等一(yi)種方(fang)法(fa)或兩種方(fang)法(fa)來控制鋼(gang)的局(ju)部腐蝕。
