王新南
- 作品数：38 被引量：490H指数：15
- 供职机构：南京航空航天大学更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划中国航空科学基金中国人民解放军总装备部预研基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术航空宇航科学技术动力工程及工程热物理更多>>
- 超高强度钛合金研究进展被引量：65
- 2011年
- 随着新一代航空航天飞行器向着高速化、大型化、结构复杂化以及提高燃油效率等方向的跨越式发展,要求钛合金结构材料具有高比强度、高比模量、高韧性、高损伤容限、低成本以及可焊接等优良的综合性能匹配。此外,航天、兵器、船舶等武器装备各框梁类承力构件、承力螺栓等紧固件、高强度弹簧等弹性元件、航母弹射器与装甲等均对高强度钛合金、超高强度钛合金提出了明确需求。因此,超高强度钛合金成为了新一代武器装备发展的关键支撑材料之一,是钛合金开发和应用研究的重点方向,更是各国政府关注和重点发展的新型军用先进材料。介绍了国内外主要超高强度钛合金(TB8,TB-13,Ti-B19,Ti-B20,GUM,β21S和Timetal-LCB等)的发展和应用情况,指出了超高强度钛合金存在强度不断提高的同时,塑性、韧性、模量、疲劳性能以及损伤容限性能不同程度地降低,同时缺乏对合金化机制、强韧化理论和方法等基础问题的深入系统研究。最后提出了超高强度钛合金的发展方向。
- 商国强朱知寿常辉王新南寇宏超李金山
- 关键词：钛合金
- TB8钛合金紧固件疲劳断裂分析被引量：4
- 2016年
- 采用外观检查、扫描电镜(SEM)断口观察、金相(OM)检验等方法分析了TB8钛合金紧固件疲劳断裂后的断口形貌和显微组织,并对紧固件头部附近的受力情况进行了有限元模拟分析。研究结果表明,疲劳试验后头部完全断裂的TB8钛合金紧固件均为多源疲劳开裂,同时可见三块疲劳区域,主疲劳区扩展相对较充分,但疲劳裂纹扩展距离均较短。不同疲劳试验结果的TB8钛合金紧固件显微组织均由等轴初生α相和β转变组织组成,再结晶后的β晶粒较小,且没有形成明显的晶界;而通过有限元模拟计算可知,当挤头部圆角半径(R)接近于1.0mm,同时紧固件抛物线流线离倒角较远时,紧固件头部的疲劳性能较好,这与疲劳试验结果相一致。因此,通过减小镦制时丝材端面与模具型面的摩擦力,以控制TB8钛合金紧固件挤头部区域的流线形态,同时在满足技术要求的前提下尽量减小R的尺寸,可以获得较高的疲劳强度。
- 商国强王新南费跃刘洲米保卫朱知寿
- 关键词：TB8钛合金紧固件显微组织
- 不同热处理工艺下TC4-DT钛合金的显微组织及力学性能被引量：20
- 2012年
- 研究了几种热处理制度对TC4-DT钛合金板材显微组织和力学性能的影响。结果表明:等轴或双态组织具有好的拉伸性能,片层组织能够有效提高材料的断裂韧性;控制单相区固溶的冷却速度以及第二重热处理的温度和冷却速度,可以获得不同尺寸的片层组织;单相区固溶后空冷,再经两相区第二重热处理,空冷的组织中含有粗的初生α片层和细小的次生α片层,炉冷的组织中α片层变厚,单相区固溶后水冷得到马氏体组织,在两相区热处理保温时,马氏体组织直接分解成粗的α片层。采用1 015℃/1 h/AC+955℃/1.5 h/AC+550℃/6 h/AC多重热处理,可以获得粗细相间的片层组织,具有更好的强度-塑性-断裂韧性的综合匹配。
- 祝力伟王新南朱知寿
- 关键词：钛合金显微组织力学性能
- 新型TC21钛合金相变行为和相组成研究被引量：17
- 2006年
- 采用X射线衍射(XRD)对TC21钛合金β热处理后,经不同冷却速率冷却及双重退火后的相结构进行了分析,并用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对显微组织和相的形貌特征进行了观察研究。结果得出,TC21钛合金在β处理时经炉冷和水冷后,合金由α和β两相组成。空冷状态下,合金主相为α+β,并有少量Nb3Si相析出。实验证明,冷却速率主要影响α和β相含量的比例,相的组成基本不受冷却速率的影响。合金经970°,30min,空冷+600℃,4h退火后,仍由α相和β相组成,没有发现新的析出相,但观察到转变β相中存在次生析出的细小针状α相。
- 朱知寿王新南童路刘东升
- 关键词：TC21钛合金相变XRDTEM
- 锻造工艺对新型低成本钛合金组织和性能影响被引量：28
- 2013年
- 研究准β锻造工艺和两相区锻造工艺对新型低成本Ti-Al-Mo-Cr-Zr系钛合金显微组织和力学性能的影响规律。采用金相显微镜(OM)观察新型低成本钛合金不同锻造工艺后的退火态组织特征,采用扫描电镜(SEM)分析合金的断口形貌,并测试合金的拉伸性能、断裂韧度等主要力学性能。结果表明:合金采用两相区锻造工艺(895℃),获得双态组织,β基体上均匀分布着约占40%的等轴初生α相;合金的强度和塑性较高,其中抗拉强度σb=1054 MPa,延伸率δ5=17%,断面收缩率ψ=51%;但断裂韧度偏低,KIC=63 MPa(1/2)m。采用准β锻造工艺(940℃),获得网篮组织,细小的板条状次生α相交织分布,无初生α相;合金的强度和塑性有所降低,抗拉强度σb=1008 MPa,延伸率δ5=13%,断面收缩率ψ=33%;但断裂韧度较高,KIC槡=86 MPa m。随着锻造温度从两相区895℃升到β单相区940℃,新型低成本Ti-Al-Mo-Cr-Zr系钛合金强度变化幅度小,而断裂韧度、塑性,特别是断面收缩率性能指标对锻造温度变化反应敏感。
- 费跃朱知寿王新南李军商国强祝力伟
- 关键词：低成本钛合金锻造工艺显微组织力学性能
- 新型超高强钛合金TB17铣削加工表面完整性试验研究被引量：6
- 2017年
- 采用硬质合金刀具对TB17钛合金进行铣削加工试验,研究了刀具前角、后角和螺旋角对钛合金加工表面完整性的影响。结果表明:在试验参数范围内,TB17钛合金铣削加工表面均呈现为残余压应力;前角增大,表面粗糙度和表面显微硬度增加,表面残余压应力先减小后增加;表面粗糙度和表面残余压应力均随着后角的增大而减小;螺旋角增大,表面粗糙度和表面残余压应力均呈现出先减小后增加的趋势;TB17钛合金铣削加工表面形貌由均匀间隔突起的棱脊与深浅不一的沟槽组成,刀具几何参数和刀具磨损状态会对加工表面形貌产生显著的影响。
- 杜舜尧陈明和朱知寿王新南
- 关键词：刀具几何参数铣削
- 锻造工艺对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响被引量：41
- 2008年
- 研究了不同锻造工艺(近β锻造、准β锻造、两相区锻造)对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,对比分析了不同锻造工艺的微观组织和疲劳裂纹扩展路径的关系。研究结果表明,与两相区锻造和近β锻造相比,TC4-DT和TC21钛合金经准β锻造后的疲劳裂纹扩展速率最低。准β锻造的锻件疲劳裂纹扩展路径曲折程度大,断口表面粗糙度大,有效地降低了疲劳裂纹扩展速率。
- 王新南朱知寿童路周宇周晓虎俞汉清
- 关键词：TC4-DTTC21锻造工艺疲劳裂纹扩展速率
- 损伤容限型TC4-DT钛合金近门槛区疲劳裂纹扩展行为研究被引量：6
- 2014年
- 研究了双态组织、片层组织TC4-DT钛合金在近门槛区的疲劳裂纹扩展行为,通过扫描电镜观察裂纹扩展路径及断口微观特征,研究了等轴初生α相含量对TC4-DT钛合金在近门槛区疲劳裂纹扩展速率的影响,讨论了TC4-DT钛合金的疲劳裂纹扩展行为和断裂方式。结果表明:随着等轴初生α相含量的降低,TC4-DT钛合金在近门槛值区的da/dN-△K曲线逐渐向下偏折,裂纹扩展速率明显降低,在Paris区出现转折点现象且转折点对应的△Kt值逐渐增大;片层组织在近门槛区的裂纹扩展路径曲折,疲劳裂纹扩展速率显著降低,表现出更好的损伤容限性能。
- 祝力伟王新南朱知寿刘德林俞汉清
- 关键词：损伤容限TC4-DT钛合金显微组织疲劳裂纹扩展
- 准β热处理工艺对TC4-DT钛合金裂纹扩展行为的影响被引量：11
- 2017年
- 研究了准β热处理工艺窗口参数(保温时间和加热温度)对损伤容限型TC4-DT钛合金的疲劳裂纹扩展行为的影响,并采用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)从显微组织、裂纹扩展路径及断口形貌进行了分析对比。结果表明:随着保温时间从5 min延长至15 min,原始β晶粒尺寸从130μm增大到230μm,转变点处ΔKt由17.5 MPa·m^(1/2)增大至19.4 MPa·m^(1/2),当10 MPa·m^(1/2)≤ΔK≤20 MPa·m^(1/2)的低应力范围,裂纹扩展速率降低;随着加热温度从988℃升高至998℃,原始β晶粒尺寸从130μm增大至240μm,转变点处ΔKt由17.5 MPa·m^(1/2)增大至18.0 MPa·m^(1/2),转折点前的裂纹扩展区的裂纹扩展速率降低;当温度继续升高至1008℃时,原始β晶粒尺寸增大至400μm,转折点处ΔKt增大至20.5 MPa·m^(1/2),裂纹扩展速率在转折点附近降低,但在ΔK≥20.5 MPa·m^(1/2)的较大应力区域时,裂纹扩展速率无明显变化;温度升高或保温时间延长,裂纹扩展路径曲折度增加,二次裂纹数量增多、深度增加,断口表面粗糙度降低。
- 李静朱知寿王新南费跃商国强祝力伟
- 关键词：TC4-DT钛合金保温时间加热温度裂纹扩展速率
- 紧固件用Ti-45Nb合金热处理工艺研究被引量：9
- 2010年
- 研究了真空退火热处理工艺对Ti-45Nb合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Ti-45Nb合金的β晶粒随退火温度的提高而长大;随着退火温度的提高,Ti-45Nb合金的拉伸性能以及剪切强度的变化不明显;当退火温度为810℃时,合金获得了较理想的显微组织以及拉伸强度与剪切强度的良好匹配。
- 王新南朱知寿商国强童路张丰收龚少梅
- 关键词：紧固件退火处理力学性能
