近日，冯若强教授课题组李虎阳硕士在SCI期刊《Construction and Building Materials》 (影响因子7.4,中科院1区top期刊)发表题为“Elevated-temperature and post-fire performance of 6013-T6 high-strength aluminum alloy: Experimental study, predictive equations and constitutive models”的研究论文。

6013-T6高强铝合金具有优异的性能，已被纳入即将发行的21版中国铝合金规范GB 50429-2021。与7xxx系高强铝合金相比，该铝合金的耐腐蚀性更强；其屈服强度为313 MPa，极限强度为341MPa，高于其他常用的6xxx系铝合金，并且保持了优异的延展性和成形性。尽管6013-T6高强铝合金具有很大的潜力，但在土木工程领域的研究还存在很大的空白，阻碍了其更广泛的应用。

本研究进行了57项标准拉伸试验，分析了6013-T6高强铝合金在不同温度下的力学行为以及不同冷却方式(空气/水冷却)下的残余力学行为，包括杨氏模量、屈服强度、极限强度、极限应变和微观组织。结果表明，当温度高于200℃时，材料的杨氏模量、屈服强度和极限强度显著降低。在400℃时，屈服强度和极限强度下降到室温下的10%以下，冷却后可恢复到50%左右。此外，当暴露温度低于200°C，火灾后机械性能与室温下的差别不大。但超过该温度后，火灾后屈服强度和极限强度呈下降趋势。文中建立了一系列方程来预测这些力学性能的高温保留系数和火灾后残余系数。此外，对现行铝合金规范中设计方法的准确性进行了评估，并进行了可靠度分析。研究发现，目前的铝合金规范对高温杨氏模量的预测不准确且分散，而对其他力学性能的预测是准确的。最后，建立了两阶段Ramberg-Osgood材料本构模型，该模型能够准确预测6013-T6高强铝合金在高温和火灾后的应力-应变响应。

高温稳态拉伸试验图

火灾后拉伸试验图

不同铝合金的高温保留系数对比图

不同铝合金火灾后剩余系数对比图

6013-T6高强铝合金高温保留系数与规范对比图

两阶段Ramberg-Osgood材料本构模型拟合图