鄧助家

(廣東省電力線路器材廠,廣東廣州 510450)

芻議電力鐵塔的專用角鋼性能

鄧助家

(廣東省電力線路器材廠,廣東廣州 510450)

本文通過對微合金化學(xué)反應(yīng)、對軋制的控制等方面來分析電力鐵塔專用角鋼組織的功能,使電力鐵塔在具有較高強(qiáng)度的同時(shí),也具有優(yōu)良的耐低溫的功能,提高電力鐵塔角鋼的韌性,有利于提高電力鐵塔的荷載能力,延長電力鐵塔的使用年限,對電力鐵塔的構(gòu)建有十分重要的作用。本文針對國內(nèi)外豐富的合金元素的積層分析,初步確定了電力鐵塔角鋼的主要成分,在電力鐵塔運(yùn)作過程中,針對不同的用途,對角鋼的化學(xué)成分進(jìn)行調(diào)整和更新,從而可以達(dá)到最佳的工藝參數(shù)。本文通過闡述角鋼的定義,讓讀者對電力鐵塔角鋼有初步的印象,然后分析角鋼的性能和特點(diǎn),將電力鐵塔角鋼的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析,最后討論熱處理等工藝對電力鐵塔角鋼性能的影響。

電力鐵塔 專用角鋼 性能 研究

角鋼指的是兩側(cè)互相垂直的長方形的鋼材，角鋼又可以被稱為角鐵，按照角鋼兩邊長度是否是相同的，可以將角鋼分為等邊的角鋼和不等邊的角鋼，不等邊的角鋼又可以按照其厚度是否相同劃分成不等邊同厚度的角鋼和不等邊不同厚度的角鋼。角鋼一般用邊長和厚度來確定其類型和規(guī)格。一般較小的角鋼的邊長都小于5厘米，中等的角鋼邊長一邊在5厘米到15厘米之間，大型的角鋼邊長一般為15厘米以上，現(xiàn)在，我國的角鋼大小一般在5厘米到15厘米之間，同一尺寸的角鋼厚度也不盡相同。

1 角鋼的內(nèi)涵分析

角鋼是一種合金含量比較低而強(qiáng)度比較高的鋼材，這種結(jié)構(gòu)鋼材是在碳結(jié)構(gòu)的架構(gòu)為基礎(chǔ)的，加入適當(dāng)?shù)牟煌N類的合金材料構(gòu)成的，角鋼主要用于電力設(shè)備、橋梁的制造和船舶的支架等工程部件。角鋼作為一種合金含量低的鋼材，是一種碳含量比較低的鋼材，為了確保角鋼能夠在強(qiáng)度比較大的基礎(chǔ)上仍然可以保持較好的可塑性和韌性，角鋼的碳含量一般要控制在百分之零點(diǎn)二以下，角鋼中的合金元素含量也不能過高，通常要控制在百分之零點(diǎn)三以下。角鋼一般由錳元素、銅元素和稀土等材料組成。

2 電力鐵塔角鋼的性能和特點(diǎn)分析

由于角鋼中的碳含量不是很高，角鋼是屬于亞共析鋼的，角鋼在常溫下的金相組成部分與珠光體的組成部分一般都是在熱軋或者空冷的條件下進(jìn)行使用的，電力鐵塔的角鋼是一種合金含量低且強(qiáng)度較大的鋼材，每一種角鋼根據(jù)其質(zhì)量的差別可以分成不同的級(jí)別，不同級(jí)別的電力鐵塔的專用角鋼的化學(xué)成分也是不相同的，從而影響到不同類型的角鋼在抗拉強(qiáng)度方面、屈服程度方面和韌性也是不相同的。

3 低合金高強(qiáng)度的電力鐵塔專用角鋼理論闡述

鋼角的強(qiáng)度與韌度一直是鋼角性能好壞的重要指標(biāo)，改善鋼角的強(qiáng)度和韌性一直都是鋼材材料部門研究的重點(diǎn)，改善鋼材強(qiáng)度的有效方法主要有固態(tài)強(qiáng)化、擴(kuò)散強(qiáng)化、沉淀作用、和精細(xì)化強(qiáng)化等。其中精細(xì)化強(qiáng)化可以有效地提高角鋼的強(qiáng)度和韌性，因?yàn)榻卿摰木?xì)化程度越高，其自身的錯(cuò)位積塞程度就越輕，從而集中應(yīng)力可以有效地減小。

電力鐵塔的角鋼精細(xì)化程度是現(xiàn)在電力鐵塔領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的一門技術(shù)，其可以有效地控制電力鐵塔角鋼的加熱速度、變形的速度和冷卻的速度，結(jié)合電力鐵塔角鋼的固態(tài)變形和熱塑性效果，從而使電力鐵塔專用角鋼形成精細(xì)化的角鋼組織，從而有效地改善角鋼的成合率。采用奧式結(jié)晶體的方法，使電力鐵塔的專用角鋼產(chǎn)生鐵素體的聚變，通過對冷卻能力的有效控制，使電力鐵塔專用角鋼可以更快地硬化，精細(xì)化角鋼最終形成的組織，可以有效地提高角鋼的強(qiáng)度和韌性。

為了使電力鐵塔專用角鋼的精細(xì)化過程更加有效，在實(shí)驗(yàn)室可以進(jìn)行經(jīng)角擠壓的方法，最終使電力鐵塔專用角鋼的精細(xì)化程度更高，從而改善角鋼的強(qiáng)度和韌性。

電力鐵塔專用角鋼的精細(xì)化是通過提高角鋼的合金化程度來實(shí)現(xiàn)的，其主要的理論是將電力鐵塔專用角鋼中加入固態(tài)合金元素，使角鋼合金的固態(tài)溫度升高，在一定的溫度條件下，使電力鐵塔專用角鋼結(jié)晶體的增長速度降低，通過加入碳元素來限制電力鐵塔專用角鋼結(jié)晶體的快速增長，從而保證角鋼結(jié)晶體的精細(xì)化。

4 熱處理技術(shù)對電力鐵塔專用角鋼性能的影響分析

運(yùn)用不同的熱處理技術(shù)，低合金高強(qiáng)度的電力鐵塔專用角鋼的性能會(huì)形成很大的差異，為了更好地研究熱處理技術(shù)對電力鐵塔專用角鋼性能的影響，采用900度的淬火進(jìn)行加熱，熱后保溫兩個(gè)小時(shí)，將角鋼的溫度冷卻到700度，在對其進(jìn)行4個(gè)小時(shí)的保溫處理，當(dāng)角鋼的溫度冷卻到600度時(shí)將角鋼從爐中取出，然后進(jìn)行40分鐘的放置后將電力鐵塔專用角鋼進(jìn)行水淬。

4.1 淬火溫度的差異對電力鐵塔專用角鋼性能的影響分析

分別將電力鐵塔專用角鋼的檢測品放入同一個(gè)加熱容器中，加熱到900度、920度、940度，將三種電力鐵塔專用角鋼分別進(jìn)行標(biāo)記，然后對三種電力鐵塔專用角鋼進(jìn)行水淬，對三種樣品進(jìn)行淬火的時(shí)候，為了能夠減少樣品在空氣中的長時(shí)間與空氣接觸，應(yīng)該將樣品快速地放入水中進(jìn)行淬火流程，然后將三種樣品再加熱到500度，進(jìn)行100分鐘的保溫工作，三種樣品出爐后，放在自然環(huán)境下進(jìn)行冷卻。用砂紙將冷卻后產(chǎn)生的氧化金屬去掉，將樣品的表面磨平。在同一個(gè)溫度計(jì)下，對每個(gè)樣品進(jìn)行多次測量，然后取平均值，對溫度的數(shù)值進(jìn)行對比分析。

4.2 不同的回火溫度對電力鐵塔專用角鋼強(qiáng)度的影響分析

在保證淬火溫度和保溫的時(shí)長不變的情況下，改變樣品淬火后的回火時(shí)間，將三種樣品放入加熱容器中加熱到900度，然后通過40分鐘的保溫工作，將角鋼樣品分別加熱到500度、520度、540度，然后進(jìn)行保溫90分鐘后出爐，在自然條件下進(jìn)行冷卻，在同一個(gè)溫度計(jì)下，對三種樣品溫度進(jìn)行測量，然后取平均值。

5 結(jié)語

對電力鐵塔專用角鋼角鋼的性能進(jìn)行研究，可以促進(jìn)不同工業(yè)的進(jìn)度，不同的工業(yè)技術(shù)需要不同強(qiáng)度的電力鐵塔專用角鋼，因此，對電力鐵塔專用角鋼的強(qiáng)度和韌性的要求也是不同的。為了確保角鋼能夠在強(qiáng)度比較大的基礎(chǔ)上仍然可以保持較好的可塑性和韌性，角鋼的碳含量一般要控制在百分之零點(diǎn)二以下，角鋼中的合金元素含量也不能過高，通常要控制在百分之零點(diǎn)三以下。角鋼一般由錳元素、銅元素和稀土等材料組成。電力鐵塔的角鋼精細(xì)化程度是現(xiàn)在電力鐵塔領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的一門技術(shù)，其可以有效地控制電力鐵塔角鋼的加熱速度、變形的速度和冷卻的速度，結(jié)合電力鐵塔角鋼的固態(tài)變形和熱塑性效果，從而使電力鐵塔專用角鋼形成精細(xì)化的角鋼組織。

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