金属的腐蚀电化学反应实际上是这样的过程：首先是在溶液中的金属释放自由电子（通常把释放自由电子的氧化反应称为阳极反应）；自由电子传递到阴极（接受电子的还原反应称为阴极反应）；电子再由阴极传递到溶液中被其他物质吸收。因此腐蚀过程是一个发生在金属和溶液界面上的多相界面反应，同时也是一个多步骤的反应。由以上叙述中可以看出，一个腐蚀过程至少由一个阳极（氧化）反应和一个阴极（还原）反应组成。

图5－2－1 铁的电化学腐蚀

碳钢在冷却水中的腐蚀是一个电化学过程。由于碳钢组织表面的不均一性，因此，当它浸入水中时，在其表面就会形成许多微小的腐蚀电池。其腐蚀过程用图5－2－1示意说明。

阳极区域Fe不断失去电子，变成Fe^2＋进入溶液，也即铁不断被溶解腐蚀，留下的电子，通过金属本体移动到阴极渗碳体的表面，与水和溶解在水中的O₂起反应生成OH^－。在水中，阴、阳极反应生成的Fe^2＋与OH^－相遇即生成不溶性的白色Fe（OH）₂堆积在阴极部位，铁的表面不再和水直接接触，这就抑制了阳极过程的进行。但当水中有溶解氧时，阴极部位的反应还要进行下去，因Fe（OH）₂这种物质极易被氧化为Fe（OH）₃，即铁锈。由于铁锈基本不溶于水，所以只要水中不断有O₂溶入，这种腐蚀电池的共轭反应也就不断进行。换言之，也就是碳钢的腐蚀会不断地进行下去。

上述腐蚀电池中，阳极氧化反应和阴极还原反应必须同时进行，如其中一个反应被停止，则整个反应就会停止，故称之为共轭反应。因此，如果能设法控制其阴极过程或阳极过程，则整个腐蚀过程也就会相应的得到控制。反之，如果在阳极不断除去Fe^2＋或在阴极表面不断充分供给O₂，则共轭反应也就会加速进行，也即腐蚀过程变快。因此，采取不同的方式控制其阴极或阳极过程，就是控制冷却水系统腐蚀的各种方法的依据。