Por muito tempo, o aço usado em torres de linhas de transmissão de energia em meu país foi limitado a dois graus de resistência, Q235 e Q345/Q355. Em comparação com países desenvolvidos, há menos variedades e valores de resistência mais baixos. Quando a carga de projeto aumenta, o método de aumentar as especificações do material ou combinar seções é geralmente usado para melhorar a capacidade de suporte da torre, o que inevitavelmente levará a um aumento no consumo de aço da torre, resultando em um aumento no investimento e no consumo de recursos. O aço de alta resistência tem as características de alta resistência e forte capacidade de suporte. O uso de aço de alta resistência torna-se naturalmente uma medida para aliviar a contradição acima. De acordo com as estatísticas, após a adoção do aço de alta resistência Q420 no projeto, o peso da torre pode ser reduzido em 4% a 6%, e o peso da torre pode ser reduzido em 4% a 7%. No geral, o peso da torre pode ser reduzido em cerca de 5%. O uso de aço de alta resistência Q420 no projeto representa cerca de 34% do volume total de aço da torre. O uso do aço de alta resistência Q420 pode economizar de 2% a 3% no custo do material da torre. Além disso, o uso de aço de alta resistência simplifica a estrutura da torre, reduz o peso de um único componente e, consequentemente, reduz os custos de transporte e instalação, reduzindo ainda mais o custo do projeto.

 

O clima de inverno no norte do meu país é frio. Em 2008, a maior parte do meu país experimentou longos períodos de gelo e neve. Em algumas áreas, a temperatura mínima no inverno chega a -40°C, e as torres de energia nessas áreas têm operado em baixas temperaturas por um longo tempo. Nos últimos anos, a construção de torres de energia em regiões frias tem sido realizada em larga escala, e os aços angulares usados para torres têm sido usados em baixas temperaturas por muitos anos. Baixas temperaturas aumentam ainda mais a fragilidade das soldas de aço angular, e a tendência à fratura frágil aumenta, o que afeta diretamente a torre. Ao construir torres de energia em regiões frias, é necessário entender as propriedades mecânicas dos aços angulares usados para torres em baixas temperaturas. Portanto, o estudo das propriedades mecânicas de aços angulares acima de Q420 em baixas temperaturas fornecerá uma base experimental para a construção de torres de energia em regiões frias.

 

A composição química do aço angular Q420 é (% em massa): 0,077 C, 1,535 Mn, 0,441 Si, 0,046 P, 0,017 S, 0,132 V, 0,035 Nb, 0,0290 Al, 0,0567 Als, e o restante é Fe. Durante o processo de laminação a quente do aço angular, um termômetro infravermelho foi usado para medir as amostras em quatro diferentes temperaturas finais de laminação: 857, 873, 924 e 986 °C, e então resfriadas a ar.

 

A resistência e a tenacidade a baixas temperaturas dos aços angulares com temperaturas finais de laminação de 857 e 873 ℃ são boas; os valores de tenacidade a baixas temperaturas dos aços angulares com temperaturas finais de laminação de 924 e 986 ℃ são muito baixos. Os aços angulares com temperaturas finais de laminação de 857 e 873 ℃ apresentam fratura dúctil a baixas temperaturas de -40 ℃; os aços angulares com temperaturas finais de laminação de 924 e 986 ℃ apresentam fratura frágil a baixas temperaturas de -40 ℃. Adicionar vanádio ao Q420 aumentará a resistência do aço angular. Isso ocorre porque o vanádio no aço de liga produz fases de reforço por precipitação, como VC, que produz reforço por precipitação, refina os grãos e aumenta a resistência do aço. À medida que a temperatura final de laminação diminui, a tenacidade ao impacto do aço angular diminui. Entretanto, após adicionar V, a energia de impacto dos aços angulares com temperaturas finais de laminação de 857 e 873℃ a -40℃ ainda pode atingir cerca de 180J.