AccueilMétaux et alliages7. LE TITANE ET SES ALLIAGES

7. LE TITANE ET SES ALLIAGES

7.1 Propriétés du titane

- métal gris acier,
- masse volumique : 4,5 kg/dm3,
- point de fusion : 1670 °C,
- mauvais conducteur électrique,
- mauvais conducteur thermique,
- à 500°C il s'oxyde, à 700°C il se fragilise par les gaz : hydrogène et azote,
- à 1200°C il s'enflamme,
- Il est inoxydable vis-à-vis des agents chimiques et atmosphériques,
- Les caractéristiques du métal pur sont très intéressantes et équivalentes à celles des aciers mi-doux.
Exemple de symbolisation T60 --> titane à 60 hb de (Rr)t

7.2 Les alliages de titane

Ils sont susceptibles de durcissement superficiel par le carbone et par l'azote, mais néfaste par suite de l'augmentation de la fragilité.

7.2.1 Avantages des alliages de titane

Avantages des alliages de titaneIls possèdent un rapport supérieur aux alliages légers, ultra-légers et même aux meilleurs aciers.

Exemple (Re)t sur la masse volumique : G-A6Z3 ≈ 6, A-U4G1 ≈ 11, 30NCD16 ≈ 18 , T-A6V ≈ 22

Ils sont plus tenaces que les alliages légers et ultra-légers.
Module d'élasticité :

alliages ultra-légers ≈ 4500
alliages légers ≈ 8000
alliages de TITANE ≈ 11000

Ils possèdent une résistance en température d’environ 450 °C à comparer avec celles des alliages légers de 200 à 250°C et des alliages ultra-légers de 100 à 150°C.

Ils possèdent une résistance à la corrosion excellente, comparable aux aciers inoxydables) qui peut s’améliorer par la protection des alliages par OXYDATION ANODIQUE.

Ils possèdent de bonnes possibilités de transformation à chaud (450°C) et un grand allongement (pièces de forgeage, etc.)

7.2.2 Inconvénients des alliages de titane

Mise en oeuvre délicate : affinité avec l'oxygène, l'azote, l’hydrogène à chaud.

Usinage et rectification difficile : mêmes précautions que pour les aciers inoxydables.
Soudage sous Argon ou mieux par bombardement électronique.
Formage à froid difficile : nécessité d'employer des presses très importantes.
Qualité de frottement mauvaise, de par le coefficient de frottement élevé du titane : écaillage – grippage.

7.2.3 Symbolisation des alliages de TITANE

Identique à celle des alliages légers. Exemple T-A6V6E2, métal de base Titane, suivi des éléments d'addition suivis de leur pourcentage réel et classés par ordre décroissant.

7.2.3.1 Principales familles d'alliages de titane

Le titane présente deux formes cristallines distinctes :

- une phase α, avant 882 °C, soudable et présentant une bonne résistance à chaud,
- une phase β, au-dessus de 882 °C, malléable et susceptible de mise en solution avec possibilité de durcissement structural.

Les principaux éléments d'addition sont :

  • l'ALUMINIUM et l'ÉTAIN qui augmentent l'étendue de la phase α
  • le MOLYBDÈNE, le VANADIUM, le CHROME, le FER et le MANGANÈSE qui augmentent l'étendue de la phase β

NOTA : Le ZIRCONIUM est l'élément stabilisant du Titane.

 
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