本文通过微合金化、控制轧制等工艺来研究Q420、Q460铁塔用角钢的组织与性能,使Q420、Q460角钢在具有较高的强度同时,还具有良好的低温韧性。这将有利于提高电力铁塔的负载强度,延长电力铁塔的使用寿命,对电力铁塔的建设有重大的意义。本文根据国内外经验与合金元素机理分析,初步设定铁塔用角钢试样的化学成分。在实验过程中,根据实验结果不断调整角钢的化学成分,从而达到最佳的成分范围。控制轧制工艺,根据实验结果不断优化轧制工艺,得到最佳的轧制工艺参数。同时还研究了热处理工艺对Q420角钢的性能影响。研究表明,合金元素对角钢的性能影响很大,增加碳的含量可以提高角钢的强度,但是降低了角钢的低温韧性。通过实验表明碳应该控制在一定的范围,∠8～12.5规格的Q460角钢含碳量应该控制在0.15%～0.18%；∠5～7.5规格的Q460角钢含碳量应该控制在0.15%～0.18%；∠8～12.5规格的Q420角钢含碳量应该控制在0.15%～0.18%；∠5～7.5规格的Q420角钢含碳量应该控制在0.12%～0.18%。合金元素钒的加入有利于提高角钢的强韧性,根据试验结果,∠8～12.5规格的Q460角钢含钒量应该控制在0.09%～0.13%；∠5～7.5规格的Q460角钢含钒量应该控制在0.05%～0.08%；∠8～12.5规格的Q420角钢含钒量应该控制在0.05%～0.08%；∠5～7.5规格的Q420角钢含钒量范围应该控制在0.04%～0.07%。由于钢中的铝可以作为强烈的脱氧剂,且起到了细化晶粒的作用,故Q420、Q460角钢的含铝量略大于0.03%最佳。在不同温度下的角钢冲击实验结果表明,随着温度的降低,冲击功逐渐降低。除了合金元素的成分对低温韧性的影响外,轧制工艺对低温韧性的影响也很大。本文采用了常规轧制与试制轧制工艺进行了实验对比,系统研究了终轧温度对不同成分,不同规格角钢试样组织与性能的影响。通过金相组织与力学实验结果可知,晶粒细化可以有效的提高角钢的强韧性。通过对角钢试样轧制工艺的控制,结合拉伸实验与冲击试验结果：使钢坯的加热温度控制在1050～1100℃之间,开轧温度控制在1000～1050℃之间,同时在奥氏体未再结晶区进行多道次轧制,使钢材的累积变形量达到45%以上,控制钢材的终轧温度,使其在850～900℃之间,轧制后采用空冷,可以充分细化钢材的基体组织,从而得到最佳的力学性能。热处理工艺对角钢的性能影响很大,本文研究了不同的热处理工艺对Q420角钢性能和组织的影响,从而分析热处理后Q420角钢低温性能变化。在910℃温度下对Q420角钢试样正火处理可以使组织晶粒细化,从而提高角钢的强韧性。通过热处理实验结果表明,对Q420角钢试样先采用在900～920℃温度下保温40分钟的淬火工艺、然后在550℃左右保温50分钟进行回火的工艺,最终可以使Q420角钢试样达到较好的综合力学性能。当对Q420角钢试样采用在900-920℃淬火热处理工艺时,可以有效地阻碍奥氏体晶粒长大,此时试样的硬度值达到了最大。同时对经过淬火热处理后的Q420角钢在550℃下保温50分钟进行回火处理后,可以得到回火索氏体组织,而且角钢试样组织转变较充分,试样具有较强的强韧性。