Principales propriétés du titane
Les avantages du titane
Le titane a été découvert il y a plus de 200 ans. Ses caractéristiques le rendent supérieur à tous les métaux et alliages connus à l'époque. Sa résistance spécifique élevée, sa résistance aux milieux agressifs et son faible poids ont permis de réaliser des conceptions techniques audacieuses. Les excellentes propriétés techniques des alliages de titane sont inaltérables à des températures allant jusqu'à 500 °C. Le métal pur convient à toutes les applications : forgeage, perçage et laminage. Son coefficient de dilatation thermique à 20 °C est 1,5 fois supérieur à celui du fer, la moitié de celui du cuivre et près de trois fois supérieur à celui de l'aluminium. Il possède une résistance électrique élevée. Si la conductivité électrique de l'argent est de 100 %, celle du cuivre est de 94 %, celle de l'aluminium de 60 %, celle du fer de 15 % et celle du titane de 3,8 %. Le titane est paramagnétique et sa susceptibilité magnétique est très faible. Sa conductivité thermique est très faible : 22,07 W/(mK), soit environ 3 fois moins que celle du fer, 7 fois moins que celle du magnésium et 17 à 20 fois moins que celle de l'aluminium ou du cuivre.
Durcissement : alviation, nitruration, carburation
Le traitement thermique produit ce que l'on appelle du soja alpha sur la surface des demi-produits en titane en raison de l'interaction active du titane chaud avec l'oxygène et l'azote.
| Nuance d'alliage | Teneur en oxygène dans la couche altérée mg/cm2 | Profondeur de la couche altérée (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 |
Lanitruration des alliages de titane améliore la résistance à la chaleur et surtout la résistance à l'usure et à l'abrasion. Le processus de nitruration le plus courant consiste à chauffer les produits semi-finis dans une atmosphère d'azote pur à une température de 850 à 950°C. Si l'alliage est allié à l'aluminium ou au zirconium, la vitesse et la profondeur de nitruration augmentent, jusqu'à une profondeur de 0,2 mm.
| Nuance d'alliage | Profondeur de nitruration | Dureté de surface kgf/mm2 |
|---|---|---|
| VT-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 |
Lacarburation (cémentation) 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 de mélange d'argon 5% de monoxyde de carbone, de méthane ou de propane... Le traitement dans une atmosphère de 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 entraîne une carburation plus profonde.
Utilisation
Le titane est demandé dans l'industrie des métaux non ferreux, l'industrie alimentaire, l'industrie chimique, l'industrie pétrochimique, l'industrie des pâtes et papiers et d'autres industries. Ces dernières années, il a été utilisé dans la galvanoplastie, l'ingénierie nucléaire, l'ingénierie énergétique et l'électronique. Dans l'industrie de l'armement, ses propriétés sont requises pour la production de plaques de blindage. Dans l'ingénierie nucléaire, il est utilisé pour les échangeurs de chaleur. Les instruments chirurgicaux et les implants, les pièces des usines de dessalement et les voitures de course sont fabriqués à partir de ce métal. Dans le domaine des équipements sportifs, il est utilisé pour les clubs de golf et les équipements d'escalade. On le trouve dans les pièces des montres manuelles et des bijoux exclusifs. Lorsque la nitruration est appliquée à ce métal, une pellicule d'or se forme à sa surface, qui est aussi belle que l'or. Le développement de la métallurgie moderne facilite l'achat de ce métal.
Meubles
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