Qualités de titane | Propriétés et utilisations du guide facile

Le métal titane est connu pour son rapport résistance/poids exceptionnel avec le symbole Ti. Les qualités de titane ont des propriétés différentes et sont utilisées dans différentes applications. Les grades de titane de 1 à 4 sont de très bonnes résistances à la corrosion, c'est pourquoi ils sont utilisés dans les applications de procédés chimiques. Le titane utilisé dans l’industrie aérospatiale est de grade 5, qui combine faible poids et résistance. Le titane de qualité médicale est 2 et possède une excellente biocompatibilité. Différents types de titane sont utilisés pour différentes applications industrielles, aéronautiques et de soins de santé. ASTM B265 est utilisé pour la qualité et l’uniformité de la liste des alliages de titane ayant des formes de feuilles et de plaques. Tandis que la norme ASTM B348 est utilisée pour les types de barres et de billettes de qualité Esurance en titane.

Composition du matériau en titane

Le titane métallique a une composition matérielle robuste, il contient 22 protons et électrons. Le titane métallique est léger avec un poids de 47.87 et possède une structure cristalline. Il existe différentes listes d'alliages de titane disponibles, comprenant des éléments comme le vanadium, le nickel et l'aluminium pour différentes applications.

Titane sous forme brute.

Le titane est-il flexible ?

Le titane présente la meilleure comparaison entre résistance et flexibilité, ce qui le rend modérément flexible. Le titane de qualité Ti-6Al-4V présente une flexibilité élevée par rapport aux autres, ce qui le rend adapté aux applications où la flexibilité est requise.

Le titane est-il un alliage ?

Oui, il existe une liste d'alliages de titane disponibles en fonction des propriétés des différentes qualités de titane, ils sont utilisés dans des applications spécifiques.

Le titane est-il malléable ?

Oui, le titane est malléable, mais sa malléabilité dépend de la composition de l'alliage et de la technique utilisée pour le traiter.

Comment le titane est fabriqué

Le titane métallique est traité en réduisant le tétrachlorure de titane avec une structure spongieuse de titane à partir de magnésium. Ce processus est appelé processus Kroll. Semblable au procédé Kroll, le titane métallique peut également être traité par le procédé Hunter dans lequel le tétrachlorure de titane est réduit avec du sodium.

Figure : Métal titane.

Résistance à la chaleur

Les qualités de titane métal et de titane sont surtout connues pour leur résistance à la chaleur. Ils peuvent conserver leur intégrité structurelle à haute température. Le titane métallique a un point de fusion élevé de 3034 degrés.

Densité

Le titane a une densité deux fois inférieure à celle de l'acier. Le faible poids du métal titane et sa capacité de résistance élevée le rendent adapté aux applications aérospatiales. Le titane pur a une densité de 4.506 g/cm3.

Résistance à la traction ultime

 Titane Quelle est sa solidité

Différentes qualités de titane ont une résistance à la traction différente. Comparaison de la qualité du titane avec le titane pur ayant 240-550 M pa (grade 1 à 4), la qualité du titane Ti-6Al-4V a une résistance maximale de 900 M pa ou même plus.

Figure : Contrainte de traction de différents graphiques de titane à température élevée

Catégories de titane

Il existe en général deux types de titane.

Les qualités de titane expliquées

CP Titanium – Titane commercialement pur

Il comprend des grades de titane de 1 à 4. Ces qualités de titane, par rapport aux autres, contiennent moins d'éléments d'alliage. Ces qualités de titane ont d'excellentes résistances à la corrosion et ont une résistance et une ductilité de gamme variable.

Alliages à base de titane

Ces qualités de titane, comparées à d'autres, ont des propriétés mécaniques et une ténacité élevées et sont principalement utilisées dans les applications médicales et aérospatiales. Ils contiennent des éléments d’alliage comme l’aluminium, le nickel et le vanadium.

Le tableau montre la classification principale de la catégorie des alliages de titane

CP Titanium

Titane grade 1

Le grade 1 est le type de titane le plus pur avec 99.5 %. Il possède une bonne formabilité, résistance à la corrosion et soudabilité. Cette qualité de titane est utilisée dans des applications telles que les détenteurs de produits chimiques, les composants marins et les implants médicaux. ASTM B265 et ASTM B348 garantissent l'uniformité et la qualité de la fabrication. Cette qualité de titane est disponible sous différentes formes comme des barres, des plaques tubulaires selon l'application. Plus d'informations sur titane grade 1.

Vidéo YouTube du processus Kroll

Titane grade 2

Deuxième qualité de titane est 99 pour cent de titane. Cette comparaison du grade de titane avec le grade 1 est légèrement plus forte. Avoir des propriétés élevées de résistance à la corrosion, de formabilité et de soudabilité. Ce titane est également connu sous le nom de titane de qualité médicale et également utilisé dans les applications Marin. ASTM B265 et ASTM B348 garantissent l'uniformité et la qualité de la fabrication. Cette qualité de titane est disponible sous différentes formes comme des barres, des plaques tubulaires selon l'application.

Titane grade 3

Le titane métallique de grade 3 contient 98 % de titane et présente une plus grande résistance à la corrosion que les grades 1 et 2. Ce grade est également utilisé dans les applications aérospatiales et marines. Pour l'assurance qualité, les normes ASTM B265 et ASTM B348 sont utilisées. Cette qualité de titane est disponible sous différentes formes comme des barres, des plaques tubulaires selon l'application.

Titane grade 4

4^th Le commerce du titane contient également 0.5 palladium, ce qui le rend très résistant à la corrosion. Cette qualité de titane est fortement recommandée dans les processeurs chimiques, les usines de distillation et les composants marins en raison de ses propriétés de résistance élevée à la corrosion. Pour l'uniformité et la qualité, Esurance ASTM B265 et ASTM B348 sont utilisées.

Titane grade 7

Le titane métallique de grade 7 contient 0.12 à 0.25 pour cent de palladium, 0.3 pour cent de fer, 0.25 pour cent d'oxygène et quelques autres éléments. Le titane de grade 7 présente d'excellentes propriétés de résistance à la corrosion, de soudabilité et de formage. Ces qualités de titane, comparées à d'autres, offrent une protection contre la corrosion très élevée, c'est pourquoi elles sont utilisées dans les réacteurs chimiques et les applications de destination. Pour l'assurance qualité, les normes ASTM B265 et ASTM B348 sont utilisées. Cette nuance de titane métallique est disponible sous différentes formes comme des tubes, des plaques, des barres de feuilles et autres.

Titane grade 11

Le titane de qualité 11, également connu sous le nom de CP Ti-0.15Pd, contient 0.2 à 0.4 % de palladium. Il présente une bonne ductilité, une bonne résistance aux chocs et une très haute résistance à la corrosion caverneuse grâce à sa teneur élevée en palladium. ASTM B265 et ASTM B348 garantissent l'uniformité et la qualité de la fabrication. Ce type est utilisé dans les échangeurs de chaleur, les proxénètes, les conduits et les processeurs de produits chimiques de stockage. Cette nuance de titane métallique est disponible sous différentes formes comme des tubes, des plaques, des barres de feuilles et autres.

Alliages courants à base de titane

Ti-6Al-4V Classe 5

Ce type de titane est un titane à haute résistance appartenant à la qualité du titane alpha-bêta. Il se compose de 4 pour cent d’aluminium et de 4 pour cent de vanadium. Il a une faible densité, une résistance et une propriété élevée de corrosion. Ce type de titane est utilisé dans les composants d'avions et les structures d'engins spatiaux, car leur poids réduit contribue à l'efficacité énergétique dans les applications aérospatiales. Il est également utilisé dans les implants médicaux en raison de sa faible réactivité avec le corps humain, les applications marines et la fabrication d'équipements sportifs. La norme commune pour les barres et les billettes de ce type de qualité de titane est la norme ASTM B348, tandis que pour la forme corroyée de cette qualité destinée aux applications d'implants chirurgicaux, la norme ASTM F136 est utilisée.

Ti-5Al-2.5Sn - Classe 6

Cette qualité de titane contient 5 pour cent d'aluminium et 2.5 pour cent d'étain. Ce type de titane a une bonne résistance, soudabilité et résistance à la corrosion grâce à la présence d'étain. Ces diverses applications le rendent adapté à différentes applications telles que le traitement chimique, l'ingénierie maritime et les applications aérospatiales. Pour l'assurance qualité, ASTM B265 et ASTM B348 sont utilisés. Il se présente sous forme de barres, tôles, plaques, billettes et tubes.

Ti-3Al-2.5V - Classe 9

Le type d'alliage de titane de grade 9 est composé de 2.5 pour cent de vanadium et de 3 pour cent d'aluminium et appartient à la catégorie des alliages alpha-bêta. Cette qualité de titane présente des propriétés combinées présentant un bon équilibre entre soudabilité, résistance et résistance à la corrosion. Ce type de titane métallique est utilisé dans les procédés chimiques, les applications aérospatiales, les équipements sportifs et les dispositifs biomédicaux. La norme ASTM B265 est utilisée pour les formes de plaques, de feuilles et de bandes. Tandis que la norme ASTM B348 est utilisée pour les billettes et les barres.

Ti-0.3-Mo-0.8Ni - Grade 12

Comme dans une liste différente d'alliages de titane, ce type contient 0.8 pour cent de nickel et 0.3 pour cent de molybdène. Il contient les caractéristiques combinées du molybdène et du nickel. Le molybdène offre une résistance à la corrosion et une résistance accrue tandis que le nickel améliore la ténacité mais améliore également la résistance à la corrosion. Ils sont utilisés dans différentes applications en fonction des propriétés recherchées. L'assurance qualité et la cohérence des propriétés peuvent être normalisées par ASTM B265 et B348. Il se présente sous forme de tubes, de feuilles, de barres et de plaques.

Le titane dans les implants biomédicaux

Ti-10V-2Fe-3Al

Cette qualité de titane comparée à d'autres contient 10 % de vanadium, 2 % de fer et 3 % d'aluminium. Ce type de titane appartient à la catégorie bêta et présente une résistance élevée à la corrosion, à la chaleur et à la résistance. Ce titane dans l’industrie aérospatiale est utilisé dans les trains d’atterrissage des avions. Cette qualité est également connue sous le nom de titane de qualité médicale, utilisée dans les instruments chirurgicaux et les implants orthopédiques. En raison également de leur propriété de résistance à la corrosion, ils sont utilisés dans les équipements de traitement chimique. Pour une qualité standard, les normes ASTM B265 et ASTM B348 sont utilisées. Ils sont disponibles sous forme de barres et de billettes pour la fabrication de fixations et de connecteurs. Également disponible sous forme de plaques, de tubes et de feuilles pour l'industrie aérospatiale et chimique.

Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr

Cette qualité de titane comparée à d'autres présente une très haute résistance, résistance à la chaleur et à la corrosion. Il se compose de 5 pour cent d’aluminium, 5 pour cent de vanadium, 5 pour cent de molybdène et 3 pour cent de chrome. Il appartient également à la catégorie alpha bêta des alliages. Ce type de titane dans l’industrie aérospatiale est utilisé pour fabriquer des composants de moteurs et des éléments structurels. Également utilisé dans des applications militaires car peut survivre à un environnement difficile. En raison de sa résistance élevée à la corrosion, il peut être utilisé dans les équipements de procédés chimiques et dans l'industrie marine.

Figure montrant des vis en titane et d'autres composants.

Alliages de titane alpha

Définir

Cette qualité de titane est connue sous le nom d’alliage alpha car elle est constituée de titane en phase alpha. Cet alliage contient principalement de l’étain et de l’aluminium comme élément d’alliage majeur. Les alliages alpha ont une soudabilité, une formabilité et une résistance élevée à la corrosion dans un environnement oxydant. A une microstructure de phase alpha hexagonale à emballage serré.

Utilisé dans la fabrication de composants aérospatiaux, le traitement chimique et les implants biomédicaux.

Normes

ASTM B265 : Assurance qualité des tôles et plaques.

ASTM B348 : utilisé pour l’assurance qualité des barres et des billettes.

Formulaires disponibles

Ce type de titane est disponible sous forme de barres, billettes, plaques, feuilles et tubes.

Alliages bêta de titane

Les alliages de titane bêta sont une structure cristalline cubique centrée sur le corps en phase bêta. Ces alliages ont une bonne résistance à la corrosion, un rapport résistance/poids élevé et une bonne formabilité. Ces types de titane sont également utilisés dans l’industrie aérospatiale, l’industrie automobile et les implants biomédicaux. Différentes normes sont utilisées pour les alliages de titane bêta, dont ASTM B265, ASTM B348, ASTM B861, ASTM B862 et ASTM 136. Ils sont disponibles sous différentes formes comme moulées, forgées, fils, barres, billettes, feuilles, plaques, tubes et tuyaux.

Tableau montrant les propriétés des différents alliages de titane.

Traitement thermique

Le traitement thermique du titane est effectué pour modifier la microstructure afin d'améliorer les propriétés mécaniques du titane et de différents types d'alliages de titane. La résistance, la dureté et la ductilité peuvent être modifiées par un traitement thermique spécifique. Il existe différents traitements thermiques dont certains sont répertoriés ci-dessous.

1. Recuit
2. anti-âge
3. Recuit bêta
4. Recuit de soulagement des contraintes
5. Recuit duplex

Comment choisir la bonne note

En fonction de la qualité de l'alliage, chaque nuance possède des propriétés différentes qui la rendent spéciale pour une application particulière. Ainsi, la bonne qualité peut être choisie en comparant les propriétés de toutes les qualités disponibles. Celui qui possède les meilleures propriétés pour cette application spécifique serait sélectionné.

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FAQ

Titane de grade 2 vs grade 5

Le titane de grade 2 est du titane commercialement pur avec une excellente résistance à la corrosion et une excellente soudabilité, ce qui le rend adapté aux processus chimiques. Le titane de grade 5 (Ti-6Al-4V) est un alliage d'aluminium et de vanadium qui présente une résistance accrue et est largement utilisé dans l'aérospatiale, les installations médicales et les applications hautes performances. Cet alliage a une résistance accrue mais une dureté réduite par rapport aux alliages de classe 2.

L'alliage de titane le plus résistant

Le titane de grade 5, également connu sous le nom de Ti-6Al-4V, est considéré comme l'un des alliages de titane les plus résistants et les plus utilisés. Composée de 6 % d'aluminium (Al) et de 4 % de vanadium (V), cette combinaison d'alliage offre robustesse, basse pression et excellente résistance à la corrosion. Il trouve de nombreuses applications dans les secteurs aérospatial, médical et industriel, où un équilibre délicat entre résistance et poids est crucial.

ASTM F136 Titane versus G23

Le titane ASTM F136 et le titane G23 sont des alliages utilisés dans diverses industries. F136 est un implant chirurgical qui adhère aux normes rigoureuses de l'ASTM en matière de biocompatibilité. Pendant ce temps, le G23, utilisé dans les bijoux corporels, possède une composition similaire mais manque de réglementation officielle. Le respect des directives d'application spécifiques est impératif pour garantir la sécurité et la qualité de leur utilisation.

Qualités distinctes de tubes en titane

Les tubes en titane sont disponibles dans une gamme de qualités, chacune adaptée à une application spécifique. Les qualités les plus répandues pour les tubes en titane comprennent le grade 2 (purement industriel), le grade 5 (Ti-6Al-4V, à des fins aérospatiales et médicales), le grade 7 (Ti-0.15Pd, résistant à la corrosion) et le grade 9 (Ti-3Pd, résistant à la corrosion). 2.5Al-XNUMXV, haute puissance). Le choix de la qualité dépend des performances souhaitées pour l’usage prévu.