Transformation et production de titane
La production
Aujourd'hui, le titane est produit par réduction chimique du Ti Cl4 avec du magnésium. La méthode magnésothermique est la plus courante pour traiter le minerai. Parfois, le magnésium est remplacé par du sodium... Il est très avantageux de fabriquer des alliages par métallurgie des poudres. Auremo propose une large gamme de produits semi-finis en titane et alliages de titane.
Composition des impuretés dans le titane réduit à partir de Ti Cl4 par différentes méthodes
| L'élément | Séparation sous vide | Magnésium avec lixiviation au sel | Sodium avec lixiviation au sel |
|---|---|---|---|
| N | 0,015 | 0,015 | 0,1 |
| H | 0,005 | --- | 0,05 |
| Fe | 0,12 | 0,1 | 0,06 |
| C | 0,02 | 0,025 | 0,02 |
| Cl | 0,12 | 0,2 | 0,2 |
| Mg | 0,08 | 0,05 | --- |
| O | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
L'éponge de titane se caractérise par la précision de sa composition chimique, la rigueur de sa fabrication et l'absence d'impuretés.
Refonte
Deux méthodes de fusion sont utilisées dans l'industrie : la fusion à l'arc électrique et la fusion par induction.
La fusion par induction peut se faire sous protection d'argon ou d'hélium, ou sous vide, car le titane interagit fortement avec les gaz atmosphériques à des températures supérieures à 1040 °C. La fusion par induction produit des lingots très homogènes et reproductibles. Le principal inconvénient de la fusion par induction est que le titane absorbe jusqu'à 1 % du carbone du revêtement du four en graphite. La méthode de l'induction est utilisée lorsque le métal n'a pas besoin d'une ductilité et d'une ténacité élevées. Dans la fusion à l'arc électrique, des électrodes en graphite sont utilisées. Dans ce procédé, la contamination par le carbone est réduite à 0,2 %.
Produits semi-finis
La métallurgie moderne produit une large gamme de produits semi-finis (y compris de grande taille) à base d'alliages de titane.
a) le traitement et la production de produits laminés plats : brames, plaques, plaques laminées à chaud et à froid, tôles, feuilles ;
b) la production de pièces forgées à chaud dans une large gamme de dimensions ; :
c) ; barres et profilés laminés ;
d) ; barres et profilés extrudés ;
k) le fil machine et le fil d'électrode ;
f) Tubes sans soudure.
Dans la technologie de production et de traitement des produits semi-finis en titane, il est nécessaire de tenir compte de l'activité chimique élevée du titane à chaud, de la faible conductivité thermique, de la tendance à la transformation polymorphe dans la gamme des températures optimales pour la déformation à chaud.
Renforcement
Pendant le traitement thermique du titane, une couche alpha se forme à la surface des produits semi-finis en raison de l'interaction active du métal chaud avec l'oxygène et l'azote.
| Nuance d'alliage | Teneur en oxygène de la couche altérée mg/cm2 | Profondeur de la couche alpha (mm) |
|---|---|---|
| VT-1 | 2,8 | 0,8 |
| OT-4 | 1,5 | 0,2 |
| VT3-1 | 2,5 | 0,6 |
| ВТ-5 | 4,2 | 2,0 |
| BT-6 | 2,2 | 0,6 |
| VT-9 coulé | 7,3 | 0,8 |
| Nuance d'alliage | Profondeur de nitruration | Dureté de surface kgf/mm2 |
|---|---|---|
| WT-1 | 0,06 - 0,08 | 750 - 850 |
| VT3-1 | 0,04 - 0,05 | 700 - 750 |
| VT-5 | 0,08 - 0,1 | 750 - 800 |
| VT-8 | 0,12 - 0,14 | 700 - 750 |
| VT-14 | 0,14 - 0,16 | 750 - 850 |
Nitruration des alliages de titane. Le traitement et la production par nitruration améliorent la résistance à la chaleur et surtout la résistance à l'usure et à l'abrasion. La méthode la plus courante de nitruration consiste à chauffer les produits semi-finis dans une atmosphère d'azote pur à une température de 850 à 950°C. Si l'alliage contient de l'aluminium ou du zirconium, la vitesse et la profondeur de nitruration augmentent, jusqu'à une profondeur de 0,2 mm.
Carburation (cimentation). La carburation est une méthode efficace de durcissement des alliages de titane. Elle est réalisée dans un mélange avec du charbon actif sous vide ou dans une atmosphère avec un mélange d'argon 5% de monoxyde de carbone, de méthane ou de propane... Le traitement dans une atmosphère d'un mélange gazeux conduit à une saturation en hydrogène, ce qui réduit la ductilité du titane. Le traitement au charbon de bois prend 24 à 48 heures mais conduit à une carburation plus profonde.
Furnizor
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