输电线路杆塔用Q420、Q460高强钢低温脆性试验研究

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1、内蒙古电力技术2010年第28卷第5期INNERMoNGoLIAELECTRICP0WER5输电线路杆塔用Q42o、Q46o高强钢低温脆性试验研究CD'ogenicBrittlenessTestingResearchtoQ42OandQ46oHighTensileSteelUsedforPowerTransmissionTower张少军。王艳波(内蒙古电力科学研究院，内蒙古呼和浩特010020)【摘要】通过试验分析Q42o、Q46o高强钢低温性能，找出每种钢的脆性转变温度，从材料的低温性能方面探讨Q42o、Q46o高强钢在内蒙古寒冷地区输电线路杆塔上使用的可行性。

2、试验结果认为，Q42o、Q46o角钢脆性转变温度偏高的主要原因是轧制过程中温度偏高，冷却时没有有效控制冷却速度，造成金相组织中产生大量魏氏组织，致使0℃以下低温冲击韧性严重降低，脆性转变温度偏高。因此，在内蒙古寒冷地区的输电线路杆塔上使用Q42o、Q46o高强钢，首先要严把质量关；其次要避免冬季施工，以防发生低应力脆断倒塔。『关键词]高强钢；脆性转变温度；低温性能；冲击韧性；输电线路杆塔『文献标志码1B『文章编号11008—62l8(2010)05—0005—04l研究背景2试验依据目前我国高压输电线路铁塔用钢普遍使用输电线路铁塔所用角钢的低温冲击韧性是决定Q23

3、5和Q3452种强度等级的结构钢，与发达国家塔体结构发生低应力脆断的重要因素，但不能以此相比，品种少且强度偏低。随着超(特)高压输电线路评价其性能指标的高低．还要考虑钢的脆性转变温的发展．铁塔趋于大型化，杆塔设计荷载也越来越度、使用温度以及角钢构件所处的部位等因素，其中大，Q235和Q345钢在强度和规格上都难以满足大钢的脆性转变温度尤为重要；因此，工程上通常把塔荷载杆塔的使用要求：当构件设计荷载较大时，一般体角钢的脆性转变温度作为防断的重要判据，选材采用组合断面的方法来满足铁塔构件的承载能力要时必须选用脆性转变温度低于结构钢最低工作温度求，这必然导致铁塔杆件数量

4、及规格增多，节点构造的钢材。复杂，安装工作量大，既造成工程投资的增加，又浪脆性转变温度又称韧脆转变温度，是衡量材料费了大量资源。脆性转变倾向的重要指标，决定了材料低温韧性的Q42o和Q46O高强钢具有强度大、承载能力强好坏，直接影响材料的应用范围。因此，本次试验旨的优点，若将其用于输电线路杆塔可有效缓解上述在找出Q42o、Q46o2种高强钢的脆性转变温度，以矛盾；因此，高强钢在铁塔结构设计中具有广阔的的评价其抵抗低温脆断的能力。应用前景。但是目前我国对Q42O和Q46O高强钢的低温特性研究较少，高强钢能否在内蒙古寒冷地区3试验过程安全使用，还需要进行大量的试验研究

5、。本文通过试验分析Q42o和Q46o高强钢的低3．1材料选择温性能，以探讨Q420和Q46o高强钢在内蒙古寒冷标准冲击试样要求全部角钢壁厚大于12mill，地区使用的可能性。质量满足GB／T1591-2008~低合金高强度结构钢》【收稿日期J2010—06—28[作者简介1张少军(1958一)，女，辽省人，学士，高级工程师，从事电厂金属材料榆测_l：作。6内蒙古电力技术2010年第28卷第5期和GB／T14292-1993(碳素结构钢和低合金结构钢热轧条钢技术条件》。本次试验选用唐山粤丰钢铁有限公司生产的铁塔用热轧等边角钢，根据出厂产品质量证明书给出的试验数据，该

6、材料符合相关标准要求，属合格产品。3．2试验步骤3．2．1化学元素分析为掌握试验材料确切性能指标，对材料取样品进行化学成分复检，复检结果均合格。3．2．2常温拉伸和冲击试验在厚12mm钢板上取纵向试样，测定其力学性能。常温强度、塑性和韧性指标复检结果见表l。由表1试验结果可看出，试验样品中420—1号样冲击韧性偏低，460—1号样屈服强度不合格，其他指标合格。图4Q235B金相组织检验结果3．2-3金相组织检验在断口部位取样进行金相组织分析，金相组织Q46o钢和Q345钢存在魏氏组织，这是由微合检验结果见图1一图4．微观金相组织主要为铁素金化元素的碳氮化合物固溶较

7、多区域生成的先析铁体+珠光体，其常温断口为韧性断15。素体和其周围珠光体共同组成的混合组织；Q460E钢在正火温度条件下的金相组织是铁素体+珠光体+魏氏组织，不存在贝氏体。钢的魏氏组织是不希望存在的有害组织，其危害性主要表现在对低温冲击韧性的影响。3．2．4低温冲击试验本次采用系列低温冲击试验法，将厚12mill的角钢钢加工成为10mm~lOmmx55rain的标准试样，开v型缺口，在摆锤式机械冲击试验机上进行冲击试验。试验的温度测试范围为一192～150℃。为减小试验数据误差，在每个温度点选择3—4支试样进行冲击，最后取冲击功平均值作为此温度下的冲击功。一70℃

8、以下冷却介