高強結構鋼Q420低溫斷裂韌性研究

李文亮，高義斌，冀晉川

（山西電力科學研究院，山西 太原 030001）

高強結構鋼Q420低溫斷裂韌性研究

李文亮，高義斌，冀晉川

（山西電力科學研究院，山西 太原 030001）

針對不同板厚的高強結構鋼Q 420角鋼進行了不同溫度下的斷裂韌性試驗，計算得出了試樣的裂紋尖端張開位移指標。試驗結果表明，溫度對結構鋼材的斷裂韌性具有明顯的作用，鋼材的斷裂韌性隨著溫度的降低顯著減小，斷裂方式也由延性斷裂轉變為脆性斷裂。總體趨勢上來講，試樣厚度的增大也引起鋼材斷裂韌性的降低。因此，在重要工程設計、選材及安全分析時，應充分考慮溫度和厚度對結構斷裂行為的影響。

高強結構鋼；裂紋尖端張開位移；斷裂韌性

0 引言

以往，我國架空輸電線路鐵塔普遍采用Q235和Q345強度等級的鋼材，與國外先進水平（Q450及以上）相比，強度偏低、結構用鋼量偏大，增加了建設投資。輸電線路大容量、遠距離、低損耗電力輸送的特點要求電力鐵塔必須具有足夠的承載能力，塔型結構設計復雜、外形尺寸龐大，因此對材料提出了新的要求。我國采用強度等級更高的Q420高強結構鋼作為電力鐵塔的主材，不僅可降低6%～8%的塔重，而且從經濟角度上講，也可以節省整體造價2%～6%[1]。因此，Q420高強結構鋼在我國電網特別是特高壓電網建設中具有廣闊的應用前景。

高強結構鋼材在常溫下表現出良好的塑性和韌性，但隨著溫度的降低，鋼材的塑性和韌性逐漸變差，其斷裂行為也由延性斷裂向脆性斷裂發生轉變，極易發生脆性斷裂[2]。……