Abstrait

L'acier angle est un composant structurel critique dans la construction de tours en acier, en particulier pour les applications de transmission et de communication de puissance. La demande de forte résistance, L'acier à angle de haute qualité a bondi en raison du besoin de plus grand, Des tours plus chargées conduites par des exigences modernes d'énergie et d'infrastructure de communication. Cet article fournit une analyse complète de la recherche en production entourant l'acier à angle élevé, Se concentrer sur les propriétés des matériaux, processus de manufacture, et paramètres de performance. À travers des tables comparatives et des discussions détaillées, Nous évaluons les propriétés mécaniques, Caractéristiques de la tour d'antenne de télécommunication camouflée, et résistance au flambement de divers grades d'acier, y compris les aciers avancés à haute résistance (Ahss) et les aciers ultra-hauts (UHSS). Des études récentes sont examinées pour mettre en évidence les innovations dans les techniques de production, comme le roulement à chaud, froide, et la galvanisation, et leur impact sur la qualité et l'applicabilité de Angle d'acier pour les tours en acier. L'analyse vise à guider les ingénieurs et les chercheurs dans la sélection de matériaux et de processus optimaux pour une performance et une durabilité améliorées.

1. introduction

Tours en acier, comme ceux utilisés dans la transmission et les télécommunications de puissance, s'appuyer fortement sur l'acier d'angle en raison de sa section transversale en L, qui offre un excellent rapport force / poids et résistance à la flexion. La demande croissante de tours plus élevées et plus lourdes, Prise par l'intégration des énergies renouvelables et l'expansion du réseau, nécessite un acier d'angle avec des propriétés mécaniques supérieures, Caractéristiques de la tour d'antenne de télécommunication camouflée, et durabilité. AFFAIRS DE SUBRIGNE (HSS) et les aciers ultra-hauts (UHSS) sont devenus des matériaux prometteurs pour répondre à ces demandes, offrant des limites d'élasticité supérieures 450 MPA et ténacité améliorée par rapport aux aciers conventionnels.

Cet article synthétise des recherches récentes sur la production de forces élevées, acier à angle de haute qualité, Se concentrer sur la sélection des matériaux, processus de manufacture, et les mesures de performance. Nous comparons les paramètres clés tels que la limite d'élasticité, résistance à la traction, ductilité, et la résistance à la corrosion entre différentes grades d'acier et méthodes de production. L'analyse intègre des études expérimentales et numériques, comme ceux sur des membres d'angle battu par étoiles, Pour fournir des informations sur la résistance au flambement et la capacité de chargement. En présentant des tables et des comparaisons détaillées, Nous visons à offrir un cadre robuste pour comprendre la production d'acier d'angle à la pointe de l'angle pour les tours en acier.

2. Propriétés du matériau de l'acier à angle élevé

La performance de Angle d'acier dans les tours en acier dépend de ses propriétés de matériau, qui sont déterminés par la composition en alliage, microstructure, et les techniques de traitement. Les aciers à haute résistance contiennent généralement une faible teneur en carbone (≤0,2%) et des éléments d'alliage tels que le manganèse, chrome, molybdène, et nickel pour améliorer la force et la ténacité. AFFAIRS AVANCÉS HAUTES (Ahss) et les aciers ultra-hauts (UHSS) Incorporer davantage des éléments de microalloyage comme le niobium et le vanadium pour améliorer le raffinement des grains et le durcissement des précipitations.

2.1 Propriétés mécaniques clés

Les principales propriétés mécaniques de l'acier d'angle pour la tour en acier comprennent:

• rendement Force: Le stress où commence la déformation plastique, critique pour résister à la déformation permanente sous charge.
• Résistance à la traction: La contrainte maximale que le matériau peut résister avant la fracture, indiquant sa capacité porteuse.
• Ductilité: La capacité de se déformer plastiquement sans fracturation, essentiel à l'absorption d'énergie pendant les charges dynamiques.
• Dureté: La capacité d'absorber l'énergie et de résister à la fracture, particulièrement sous impact ou à basse température.
• Soudabilité: La facilité de former des soudures fortes sans défauts, crucial pour l'assemblage de la tour.

2.2 Comparaison des notes d'acier

Table 1 Compare les propriétés mécaniques des grades en acier commun utilisés dans la production d'acier d'angle, y compris les aciers structurels conventionnels (par exemple,, Q235, S275), AFFAIRS DE SUBRIGNE (par exemple,, S460), et les aciers avancés à haute résistance (par exemple,, AFFAIRS DUALES).

Source: Adapté de EN 10025 Normes et études récentes

[](https://en.wikipedia.org/wiki/angle-iron)[](https://www.scivendirect.com/topic)

Les données du tableau 1 Illustre que les aciers à résistance supérieure comme S460 et DP780 offrent des améliorations significatives du rendement et de la résistance à la traction, mais peuvent sacrifier une certaine ductilité. Pour la tour d'acier, Un équilibre entre la résistance et la ductilité est essentiel pour assurer la stabilité dans les charges statiques et dynamiques, comme le vent ou les forces sismiques.

3. Processus de production pour l'acier à angle de haute qualité

La production d'acier à angle à haute résistance implique plusieurs processus de fabrication, chacun influençant les propriétés des matériaux finaux. Les principales méthodes incluent le roulement à chaud, froide, et la galvanisation, avec des traitements thermiques supplémentaires ou un alliage pour améliorer les performances.

3.1 Roulement à chaud

Le roulement à chaud est la méthode la plus courante pour produire de l'acier à angle structurel, comme les notes ASTM A36 ou S355. Le processus consiste à chauffer des billettes en acier à plus de 900 ° C et à les passer par des rouleaux pour former la section transversale en L. L'acier à angle roulé à chaud est rentable et adapté à la construction de tour à grande échelle, mais peut avoir des dimensions et des finitions de surface moins précises par rapport à l'acier au froid. Ses propriétés mécaniques sont adéquates pour les applications générales, avec des limites d'élasticité allant généralement de 235 à 355 MPa.

[](https://www.industrialMetalSupply.com/cold-lold-galvanisé-a36-and-hr-astm-a36-theel-angle)[](https://www.steel-sections.com/steelsections/a36-teel-ngang.html)

3.2 Froide

Le roulement à froid implique le traitement de l'acier à température ambiante pour obtenir des tolérances dimensionnelles plus strictes et des finitions de surface plus lisses. Acier à angle misé à froid, Souvent fabriqué à partir d'acier doux A1008, présente une résistance à la traction et une uniformité plus élevées, Le rendre idéal pour les applications nécessitant une précision. toutefois, Le processus est plus cher et peut introduire des contraintes résiduelles, qui peut affecter la soudabilité.

[](https://www.industrialMetalSupply.com/cold-lold-galvanisé-a36-and-hr-astm-a36-theel-angle)

3.3 Galvanisation

La galvanisation implique un acier à angle de revêtement avec une couche de zinc pour améliorer la résistance à la corrosion, Un facteur critique pour la tour d'acier exposée à des conditions environnementales difficiles. Acier galvanisé A36, par exemple, offre une résistance comparable à l'acier inoxydable à moindre coût, avec une protection de la rouille durable des décennies. toutefois, Le traitement thermique pendant la galvanisation peut affecter la microstructure des aciers à haute résistance, réduisant potentiellement la ductilité.

[](https://www.industrialmetalsupply.com/blog/angle-iron-selection-guide)[](https://www.scivendirect.com/topic)

3.4 Techniques avancées

Les progrès récents incluent le traitement contrôlé thermomécanique (Commercial) et tremper et tempérer (Q&T) pour produire AHSS et UHSS. TMCP affine la microstructure par le roulement et le refroidissement contrôlés, Améliorer la force et la ténacité. Q&T améliore la dureté et la résistance à la fatigue, Le faire adapté aux applications ultra-haute résistance. Ces techniques sont de plus en plus utilisées pour S460 et les aciers de qualité supérieure dans les tours de transmission.

[](https://www.sciecendirect.com/science/article/abs/pii/b9780080430157500105)

3.5 Comparaison des processus de production

Table 2 Compare les caractéristiques clés de la roue à chaud, froide, et galvanisation pour la production d'angle en acier.

Source: Compilé à partir des normes de l'industrie et des recherches récentes

[](https://www.industrialmetalsupply.com/blog/angle-iron-selection-guide)[](https://www.industrialMetalSupply.com/cold-lold-galvanisé-a36-and-hr-astm-a36-theel-angle)[](https://www.sciecendirect.com/science/article/abs/pii/b9780080430157500105)

4. Analyse des performances: Résistance au flambement et à la corrosion

La tour en acier est soumise à des charges de compression, forces de vent, et l'exposition environnementale, Faire de la résistance au flambement et à la corrosion Mesures de performance critiques pour l'angle en acier.

4.1 Résistance au flambement

Le flambement est un mode de défaillance primaire pour les membres d'angle en acier sous compression, en particulier dans les hautes tours de transmission. Des études récentes se sont concentrées sur les membres de l'angle battu en étoiles, qui combinent deux sections d'angle pour améliorer la résistance au flambement. Une étude sur les membres de S460 Star-Batened (L300x300x35, 4486 longueur mm) démontré une capacité de flambement d'environ 15 MN, réaliser un 50% réduction du poids et 60% Économies de temps de conception par rapport aux conceptions conventionnelles. Les simulations numériques utilisant ANSYS ont confirmé ces résultats, montrant une résistance de flambement de 16.62 MN pour la même configuration.

[](https://www.scivendirect.com/science/article/abs/pii/s2352012423013620)

La résistance au flambement dépend du rapport élance (L / R), surface transversale, et résistance au matériau. Table 3 Compare les capacités de flambement de différentes configurations en acier à angle.

Source: Adapté d'études expérimentales et numériques

[](https://www.scivendirect.com/science/article/abs/pii/s2352012423013620)

4.2 Résistance à la corrosion

La corrosion réduit considérablement la capacité de charge de l'angle, en particulier dans les environnements côtiers ou industriels. Une étude sur les membres d'angle Q235 corrodés (L50x4, L56x4, L70x5) a montré qu'un 40% la perte de masse due à la corrosion réduit la capacité de compression 50%. Aciers galvanisés et intempéries (par exemple,, S355K2W) Offrir une résistance à la corrosion supérieure, avec ce dernier formant une patine protectrice qui minimise la dégradation supplémentaire.

[](https://www.scivendirect.com/science/article/abs/pii/s0950061820302154)[](https://en.wikipedia.org/wiki/angle-iron)

Table 4 Compare la résistance à la corrosion de différents types d'acier à angle sous des tests de corrosion accélérés.

Source: Compilé à partir d'études de corrosion

[](https://www.scivendirect.com/science/article/abs/pii/s0950061820302154)[](https://en.wikipedia.org/wiki/angle-iron)

5. Études et innovations récentes

Des recherches récentes se sont concentrées sur l'optimisation de l'angle d'acier pour la tour d'acier à travers des matériaux et des configurations avancés. Une étude notable a étudié l'utilisation des membres sans étoiles S460 pour un 240 m Haute puissance tour de transmission, réaliser un poids et des économies de temps significatifs. L'étude a combiné des tests expérimentaux, Simulations numériques (ANSYS), et des calculs analytiques pour valider la conception, alignement sur les normes européennes (FR 50341, FR 1993-3).

[](https://www.scivendirect.com/science/article/abs/pii/s2352012423013620)

Une autre étude a exploré l'utilisation des aciers à double phase (DP780) dans les applications structurelles, mettant en évidence leurs capacités à haute résistance et à absorption d'énergie. Ces aciers sont particulièrement prometteurs pour les tours dans les zones sismiques en raison de leur ductilité et de leur ténacité. En plus, Recherche sur des revêtements résistants à la corrosion, comme les alliages de zinc-aluminium, a montré une promesse de prolonger la durée de vie de l'acier d'angle dans des environnements difficiles.

[](https://www.scivendirect.com/topic)[](https://www.scivendirect.com/science/article/abs/pii/s0950061820302154)

Les innovations en production incluent l'adoption de TMCP et Q&T pour ahss, qui permettent la production d'acier d'angle avec des limites d'élasticité dépassant 780 MPa. Ces progrès sont essentiels pour réduire l'utilisation des matériaux et l'empreinte carbone dans la construction de la tour, aligner les objectifs de durabilité.

[](https://www.sciecendirect.com/science/article/abs/pii/b9780080430157500105)

6. Discussion et orientations futures

La production de haute résistance, L'acier à angle de haute qualité pour la tour en acier a progressé considérablement, tiré par le besoin de efficace, durable, et infrastructure durable. Des aciers à haute résistance comme S460 et les aciers à double phase offrent des propriétés mécaniques supérieures, permettant la construction de tours plus hautes et plus légères. toutefois, Des défis restent, y compris le compromis entre la force et la ductilité, Le coût des processus de production avancés, et les limites des revêtements résistants à la corrosion pour UHSS.

Les recherches futures devraient se concentrer sur:

• Développer des UHSS rentables avec une amélioration de la soudabilité et de la résistance à la corrosion.
• Optimisation des configurations sans étoiles pour une résistance améliorée au flambement dans les tours ultra-hautes.
• Exploration des matériaux hybrides, comme les combinaisons de composites en acier, Pour réduire davantage le poids.
• Les revêtements résistants à la corrosion avancés compatibles avec les aciers à haute résistance.

En plus, L'intégration des jumeaux numériques et de l'apprentissage automatique dans la conception et le test des membres d'angle en acier pourrait améliorer la modélisation prédictive du comportement de flambement et de la corrosion, Améliorer la sécurité des tour et la longévité.

Les références

1. Résistance au flambement des éléments d'angle battu en étoile en acier à haute résistance. ScienceDirect.

[](https://www.scivendirect.com/science/article/abs/pii/s2352012423013620)

2. Un guide pour sélectionner le bon angle de fer pour votre projet. Approvisionnement en métal industriel.

[](https://www.industrialmetalsupply.com/blog/angle-iron-selection-guide)

3. Acier à haute résistance – Un aperçu. Sujets ScienceDirect.

[](https://www.scivendirect.com/topic)

4. Évaluation de la capacité des membres d'angle corrodés dans des structures en acier basées sur l'expérience et la simulation. ScienceDirect.

[](https://www.scivendirect.com/science/article/abs/pii/s0950061820302154)

5. acier de construction. Wikipedia.

[](https://en.wikipedia.org/wiki/angle-iron)

6. Structures en acier haute performance: Des recherches récentes. ScienceDirect.

[](https://www.sciecendirect.com/science/article/abs/pii/b9780080430157500105)

7. Angle d'acier | Chaud roulé & Fabriquations en acier roulé à froid. Approvisionnement en métal industriel.

[](https://www.industrialMetalSupply.com/cold-lold-galvanisé-a36-and-hr-astm-a36-theel-angle)

8. ASTM A36 ANGLE STRUCTURAL ACTE DE CONSTRUCTION, La tour, Cadres. Profilés en acier.

[](https://www.abtersteel.com/)

7. Conclusion

Haute résistance, L'acier à angle de haute qualité est indispensable pour la tour en acier moderne, Soutenir la demande mondiale d'infrastructures d'énergie et de communication robustes. Cette analyse a mis en évidence le rôle critique de la sélection des matériaux, processus de production, et les mesures de performance dans la réalisation de performances de tour optimales. À travers des tables et des discussions comparatives, Nous avons démontré les avantages des aciers à haute résistance comme S460 et les aciers à double phase, ainsi que l'importance de la galvanisation et des techniques de fabrication avancées comme TMCP. Des études récentes soulignent le potentiel d'économies de poids et de coûts importantes grâce à des conceptions innovantes, comme les membres sans étoiles. Alors que l'industrie évolue vers la durabilité et la résilience, Recherche continue sur les matériaux avancés, revêtements, et les technologies numériques seront essentielles pour répondre aux demandes évolutives de la construction de la tour en acier.