不同冷却条件下钛-钢复合钢材高温后力学性能和本构模型

作者：石宇; 罗泽巧; 周绪红; 薛暄译^*; 李军

来源：建筑结构学报, 2023, 44(02): 177-187.

DOI：10.14006/j.jzjgxb.2022.B057

• 钛-钢复合钢材
• 高温后
• 冷却方式
• 力学性能
• 本构模型

钛-钢复合钢是一种拥有良好力学性能和耐腐蚀性能的双金属材料。为了准确评估火灾后钛-钢复合钢的剩余服役能力，对高温后不同冷却条件下钛-钢复合钢的力学性能进行了试验研究。试验结果表明：经过高温和冷却处理后，钛-钢复合钢的复合界面保持有效连接；在拉伸试验过程中，颈缩之前复层TA1与基层Q235保持协同变形；过火温度和冷却方式对钛-钢复合钢断裂模式有较大影响，根据基层和复层断裂顺序分为基层和复层基本同时断裂、复层先于基层断裂、基层先于复层断裂等3种破坏模式。与已有其他钢材试验结果的对比分析表明：与不锈钢S30408、S31608不同，钛-钢复合钢的弹性模量基本不受过火温度和冷却方式影响；高温后自然冷却条件下，钛-钢复合钢屈服应力显著高于常温的，而极限应力基本不受过火温度影响；水冷条件下，过火温度不超过600℃时，过火温度对钛-钢复合钢力学性能基本没有影响，而过火温度超过600℃后，随着过火温度升高钛-钢复合钢屈服应力和极限应力显著提高，这与其他钢材略有区别。基于试验结果拟合了钛-钢复合钢的三段式非线性本构模型，采用模型的预测结果与试验结果吻合较好。

• 单位
  攀钢集团研究院有限公司; 重庆大学; 土木工程学院