典型接地材料的显微组织及耐腐蚀性能对比

摘要

[目的]对比工业纯铜、Q235钢、2024-T4铝合金及稀土（Re）改性Al–Cu–Mg合金（以Al–Cu–Mg–Re表示）4种典型接地材料的显微组织、导电性及宽pH范围内的耐腐蚀性能，为复杂土壤环境下接地材料的选型提供依据。[方法]采用金相显微镜、X射线衍射（XRD）、扫描电镜及能谱仪（SEM–EDS）表征了4种典型接地材料的显微组织与物相，并检测了各自的显微硬度和电导率；通过在3.5%NaCl溶液（pH≈6.8）、酸性（pH=4.4）和碱性（pH=8.0）土壤模拟溶液中进行的动电位极化曲线测试，对比4种接地材料的耐蚀性，并结合腐蚀形貌分析了各自的腐蚀机制。[结果]工业纯铜的电导率最高，但显微硬度最低；Q235钢的显微硬度最高，但电导率最低；Al–Cu–Mg–Re铝合金电导率的显著高于2024-T4合金，二者的显微硬度相当。稀土改性使铝合金中的第二相由弥散点状的Al₂Cu转变为晶界半连续分布的Al₂Cu Mg，改变了腐蚀路径。在中性和酸性溶液中，4种接地材料的耐蚀性排序均为：2024-T4 > Al–Cu–Mg–Re > Cu > Q235；在碱性溶液中则为：Cu > 2024-T4 >Al–Cu–Mg–Re > Q235。[结论]鉴于土壤环境的时空差异及铝合金点蚀/晶间腐蚀对环境的敏感性，建议铝及其合金在工程应用前开展现场验证试验，以核查耐蚀性是否满足目标寿命。

关键词

接地材料 / 显微组织 / 导电性 / 耐蚀性 / 稀土改性

基金资助

国网江西省电力有限公司重点科技项目（521820250008）