变形率对316L/Q420不锈钢复合板界面结构和结合性能的影响

利用Gleeble-3800热模拟试验机制备了316L/Q420不锈钢复合板试样,采用拉伸试验、显微硬度仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子探针等研究了变形率对316L/Q420不锈钢复合板界面结构和结合性能的影响。结果表明:316L不锈钢复层组织为奥氏体,Q420基层组织为贝氏体(B)+少量针状铁素体(AF),脱碳层(DL)组织为贝氏体(B)+多边形铁素体(PF)+少量针状铁素体(AF)。界面区域由渗碳层(CL)、过渡层(TL)和脱碳层(DL)组成,各层硬度分布规律为过渡层>渗碳层>脱碳层。原始界面(OI)上存在孔洞和SiMn氧化物,随着变形率增加,其形貌由不连续线状转变为球状颗粒,比例由36%降低至4%,渗碳层、过渡层和脱碳层的厚度逐渐降低,晶粒得到细化,过渡层的硬度峰值增加,复合板的抗拉强度先增加后趋于稳定,伸长率增加。复合板界面存在元素扩散行为,随着变形率的增加,Cr、Ni、C等元素的扩散层厚度逐渐减小。

Experimental Study on Mechanical Properties of Q690 High-Strength Steel after High Cycle Fatigue Damage

Through the static tensile test of Q690 high-strength steel, the relevant mechanical parameters are obtained and the maximum fatigue load is determined. The fatigue life is measured by the fatigue test under the load. According to the fatigue cumulative damage method, the number of fatigue pre-damage vibration is designed in proportion. Then the fatigue pre-damage test is carried out on the high-strength steel, the stress-strain curve and the variation of residual mechanical property reduction coefficient with fatigue damage were drawn. The results show that: compared with the undamaged specimens, the yield strength and tensile strength of Q690 steel are less affected by fatigue damage, but the elongation changes more significantly, and the elastic modulus is not significantly affected. Finally, through the change of mechanical properties of Q690 high-strength steel with different fatigue damage, it provides a scientific basis for the performance evaluation of existing Q690 high-strength steel structure after fatigue damage.

大宽厚比Q420角钢轴压构件稳定性能试验研究

通过对75根大宽厚比Q420高强度等边角钢的轴压试验,研究了该类构件的稳定性能,总结了其失稳变形特征,并将其稳定承载力与我国电力行业标准的设计值进行对比分析。研究表明两端铰接的Q420高强度等边角钢中长柱呈弯扭失稳,短柱呈局部屈曲;轴压柱的稳定设计折减系数的试验值高于规范计算值,并与构件的长细比有直接关系,针对这一关系提出了修正公式。试验结果说明Q420高强度等边角钢的屈曲强度比普通强度角钢提高很多。研究成果为高强度角钢轴压构件的稳定设计提供了前提条件,并为已有设计方法的修正提供了建议和依据,有利于我国Q420高强度角钢在输电铁塔结构中的应用。

输电杆塔用Q420钢管轴压稳定性能试验研究

文中分析比较了国内外不同设计规范关于高强钢轴压稳定承载力计算理论,开展了不同长细比Q420高强钢管轴压稳定承载力试验。试验中钢管均发生极值点整体失稳破坏,加载结束时1/2长度截面附近局部屈曲变形明显。计算分析不同长细比Q420高强钢管轴压稳定承载力与其试验值进行比较,长细比小于60的钢管稳定承载力试验值与计算值较接近,长细比大于60的稳定承载力试验值与计算值相差较大,按我国《钢结构设计规范》中的b类截面、日本钢规《AIJ1990》、加拿大输电规范《S37-94》及欧洲钢规《BS EN 1993》的轴压承载力计算值略偏于保守,均可以满足工程应用。

Q420高强钢角焊缝承载力特性试验及模拟分析

角焊缝是钢结构及钢管法兰连接的重要连接形式,直接影响法兰安全性。为了研究角焊缝在无劲法兰中受力状态及承载力特性,开展了双盖板正面角焊缝拉伸试验,测定角焊缝的变形特性及不同部位应变的发展规律,分析轴拉受力过程中角焊缝的应力-应变关系,计算确定角焊缝的屈服强度、极限强度和弹性模量。不同规格板厚正面角焊试件的屈服强度与其设计强度比值为1.9,极限强度与其设计强度比值为3.0,角焊缝的弹性模量与钢材基本相同。开展角焊缝试件的非线性有限元模拟,角焊缝荷载-位移曲线分析结果与试验结果吻合较好,且破坏形态与试验一致。研究表明我国《钢结构设计规范》中角焊缝的设计规定是偏于安全的。

Q420高强度钢材的疲劳性能试验研究

为探究Q420高强度钢材的疲劳性能,针对Q420B和Q420C两种质量等级的钢材开展了相应的疲劳试验研究。通过两组常温条件下的轴向循环拉伸疲劳试验,获得了Q420B和Q420C两种钢材不同应力水平下的疲劳寿命,并根据试验结果绘制其S-N曲线。试验结果表明:同等条件下,Q420C钢的疲劳性能高于Q420B钢的疲劳性能。将试验结果与GB 50017—2003《钢结构设计规范》的计算值进行比较,发现试验结果远高于规范计算值。

热浸镀锌对输电铁塔用Q420钢疲劳性能影响的研究

以输电铁塔用Q420钢为研究对象,在高频疲劳试验机下进行高频拉-压试验,通过S-N曲线分析了热镀锌对Q420钢疲劳性能的影响。结果表明,未镀锌Q420钢试样疲劳强度约为108.7 MPa,经热浸镀纯锌后的疲劳强度下降明显,热浸镀锌合金后疲劳强度下降较小;热浸镀后热处理工艺对疲劳性能有较大影响,水冷有助于提高疲劳强度;疲劳断裂的断口处多为试样截面突变处,基体为韧性断裂,镀锌层为脆性断裂。

Q420高强钢在输电线路铁塔上的应用研究

随着电网输电线路建设中铁塔钢材用量和工程造价较大幅度提高,高强钢在输电线路铁塔上的应用,钢材耗量和工程造价均有不同程度下降。文章介绍了输电线路铁塔新材料——Q420高强钢的应用背景,对不同材质钢材性能进行了分析比较,提出了Q420高强钢在输电线路铁塔上的应用原则,Q420高强钢适用于输电线路铁塔上受力较大、长细比较小且由受压、受拉及受弯强度所控制的杆件。通过对六种常用塔型的理论计算和经济比较,得出了Q420高强钢在输电线路铁塔上的应用,对提高电网技术、减少铁塔耗材、降低工程造价、节约资源和减小输电线路建设、对社会及环境的影响等方面具有积极作用的结论。

Q420热轧厚板温冲试验研究

随着输电铁塔向大荷载和大型化的发展,高强钢的冲孔技术逐渐成为行业亟待解决的课题。对16 mm厚的Q420热轧钢板进行了150～400℃温度区间的冲孔试验,测量并计算了孔的锥度和圆度。使用SEM观察了孔断面的微观形貌,并对孔内表面进行了磁粉探伤。结果表面,孔的锥度、圆度符合GB/T2694-2010标准要求,孔表面无缺陷痕迹。这些说明温冲加工Q420强度等级的钢是可行的。

残余应力对Q420角钢稳定影响的ANSYS分析

利用ANSYS模型,对Q420高强等边角钢轴压构件的极限承载力进行非线性分析,讨论不同长细比、宽厚比的情况下,截面残余压应力与构件稳定性能的关系,为研究Q420高强角钢轴压构件的整体和局部稳定受力性能提供理论参考。

Q420高强钢管塔在交流特高压输电线路中的应用研究

文章对Q420高强钢管塔的设计参数、杆件选材、连接设计及技术经济等方面进行了研究,为其在交流特高压工程中的应用提供了参考依据。

钒氮微合金化Q420级角钢研制

采用钒氮微合金化路线，重钢成功开发了7个型号、25个规格的Q420级高强度角钢。产品实物质量稳定，综合性能优良。该产品现已经多家用户广泛使用，并已应用到国家电网改造及建设中。生产实践表明，在型材轧机上采用VN微合金化路线，开发Q420级角钢是可行的。

大壁厚Q420高强结构钢焊接裂纹失效分析

为了提高大壁厚高强度建筑结构钢的焊接效率和实际工况下的焊接质量,对Q420高强结构钢进行了焊接工艺研究,通过化学分析、宏观形貌分析、显微组织分析、显微硬度测试、断口分析和力学性能测试等试验方法,对焊接接头出现的沿钢板厚度方向的贯穿裂纹进行了失效分析。分析结果表明,裂纹产生原因是受到超过钢板厚度方向屈服强度载荷作用,并在巨大的载荷作用下启裂和扩展。建议Q420钢板厚度方向不能代替纵向承载,应避免在壁厚两侧焊接和在壁厚方向承载主要拉伸应力。

Q420高强钢在钢管杆典型设计中的应用

通过对Q420高强钢的材料性能分析及在输电杆塔的应用现状了解,根据线路新的规程规范对杆塔荷载的要求,在本次河南省钢管杆典型化设计中局部采用Q420高强钢做为主材,对其强度及挠度进行分析,并同时采用传统塔材进行比对,结果表明,受力较大的钢管杆采用Q420高强钢时,能节约钢材量,且提高了杆塔使用强度,体现了"两型三新"输电线路建设的宗旨。

Q420高强钢在特高压输电工程中的应用研究

文章介绍了Q420高强钢在输电线路工程中的设计技术,焊接及热加工技术,相关技术准备、落实试点工程、角钢的生产技术等内容,为在特高压工程中全面应用Q420高强钢提供了有力的技术支撑。

大规格Q420高强度角钢构件轴压力学性能试验研究

钢材强度等级为Q420及以上、肢宽为220 mm和250 mm的大规格高强度角钢构件已在输电铁塔中得到应用,然而目前对大角钢构件轴压力学性能的研究有待深入。为研究此类角钢构件的轴压力学性能,对强度等级为Q420的6种截面规格、5种长细比的90根大规格角钢构件进行了轴压试验研究。基于试验结果,研究了大规格角钢构件在轴心压力作用下的失稳形态和极限承载能力,计算了各试件的稳定系数,并与多部规范中的柱子曲线进行对比分析。结果表明:大规格角钢轴压构件的失稳形态以弯曲失稳为主;试验得到的稳定系数明显超过现行规范给出的柱子曲线,现行规范中对该类轴压构件的计算偏于保守。

鲁固特高压直流黄河大跨越铁塔设计

鲁固特高压直流工程黄河跨越段跨距长,杆塔高度高,承载负荷大,设计难度大,跨越塔设计是工程设计的关键环节。通过多种方案对比、经济性比较,采取了系列结构优化措施,跨越塔采用了外型美观、结构布置紧凑的展翅型塔头方案,选用Q420钢管塔结构,风振系数计算方法安全可靠、节点设计合理、施工及检修设施适应性强,可为后续工程黄河大跨越铁塔设计提供参考。

±800kV云广直流线路铁塔应用高强度钢的探讨

介绍了±800kV特高压直流输电线路铁塔的特点,分析了Q420高强等边角钢在铁塔上适用的构件范围。通过对云广特高压直流输电线路直线塔和转角塔的理论计算和经济比较,得出采用高强钢可以有效地降低工程造价的结论。最后提出了采用高强钢作为特高压直流输电线路铁塔主材在技术上要注意的事项。

四分裂导线220kV四回线路设计

介绍了北京城市密集区新建220kV大导线四回路共塔输电线路的设计情况,通过理论计算和实际现场的测量与布置,结果表明该项目最优化了线路走廊。

Q420高强度钢管承载能力试验研究

为了研究对比空心圆钢管柱和灌砂圆钢管柱的抗弯承载能力和破坏形式,按足尺比例,对2个空心圆钢管柱和1个灌砂圆钢管柱进行了抗弯承载力试验研究。分析结果表明,空心圆钢管柱和灌砂圆钢管柱破坏时,均在柱脚受压侧发生鼓曲,但是空心圆钢管柱的鼓曲较灌砂圆钢管柱严重,相比空心圆钢管柱,灌砂圆钢管柱的水平承载力基本没有得到提高,但其抗侧刚度比2个空心圆钢管柱抗侧刚度平均值提高6.90%左右。可见,砂的填充对圆钢管柱的水平承载力影响不大。