Propriétés magnétiques, mécaniques et technologiques du titane
Caractéristiques techniques
Les alliages de titane se caractérisent par leur composition chimique précise, leur fabrication méticuleuse et l'absence d'impuretés. Les propriétés mécaniques du titane dépendent en grande partie des éléments qu'il contient, ainsi que de leur quantité et de leur rapport. Il ne faut cependant pas oublier que cet élément présente un certain nombre d'avantages. Le titane se distingue par :
-une résistance spécifique élevée
-Résistance à la corrosion ;
-une grande ductilité
-une bonne résistance aux chocs.
La résistance mécanique du titane diminue presque de moitié lorsque la température dépasse 250 °C. La situation est sauvée par les alliages de titane, qui compensent cet inconvénient. D'autre part, le titane se distingue par sa résistance exceptionnelle à la corrosion. La résistance à la corrosion est évaluée par la perte par mètre carré de surface.
| Résistance à la corrosion | Perte poids par mètre carré | Score |
|---|---|---|
| Extrêmement résistant | Moins de 0,001 g | 1 |
| Très persistant | 0,001 - 0,005 | 2 |
| 0,005 - 0,01 г | 3 | |
| Persistant | 0,01 - 0,05 г | 4 |
| 0,05 - 0,1 г | 5 | |
| Persistance satisfaisante | 0,1 - 0,3 г | 6 |
| Légèrement résistant | 0,3 - 1,0 г | 7 |
| 1 - 5,0 г | 8 | |
| Instable | Plus de 5 g | 9 |
Lors d'essais comparatifs de corrosion dans des atmosphères industrielles et marines, il a été constaté que les alliages d'aluminium, les aciers inoxydables, les alliages cuivre-nickel et l'alliage Inconel présentaient des signes visibles de corrosion sur une période de cinq ans, alors que la plaque de titane ne perdait pas son brillant initial. Cette résistance à la corrosion est due à un film d'oxyde passif à la surface du titane qui protège le métal du contact avec un agent agressif.
Le titane est particulièrement résistant à la corrosion en présence d'oxygène. Par exemple, sous aération, le titane ne subit pratiquement aucune corrosion dans l'acide formique, quelle que soit sa concentration, jusqu'à une température de 100°C, alors qu'il se corrode facilement dans une solution d'acide formique à 25 %.
Aperçu des alliages TITAN
Alliages ductiles à faible résistance
| Nuance d'alliage | Pourcentage d'additifs d'alliage | Résistance à la traction kgf/mm2 | Température de fonctionnement |
|---|---|---|---|
| VT-1 | Titane pur | 30 - 50 | 100 - 200 |
| VT1-0 | Titane techniquement pur | 30 - 50 | 100 - 200 |
| VT1-00 | Titane techniquement pur | 30 - 50 | 100 - 200 |
Alliages plastiques de résistance moyenne
| Nuance d'alliage | Pourcentage d'ajouts d'alliage | Résistance ultime kgf/mm2 | Température de fonctionnement |
|---|---|---|---|
| AT-2 | 2,5 Zr, 1,5 Mo | 50 - 80 | 200 - 300 |
| OT4-1 | 1-2,5 Al, 0,7-2 Mn | 50 - 80 | 200 - 300 |
| OT4 | 3,5-5 Al, 0,8-2 Mn | 50 - 80 | 200 - 300 |
| AT-3 | 3 Al, 1,5%(Cr+Fe+Si+B) | 50 - 80 | 200 - 300 |
| VT5-1 | 4-6 Al, 2-3 Sn | 50 - 80 | 200 - 300 |
Alliages structurels à haute résistance
| Marque de l'alliage | Pourcentage d'ajouts d'alliages | Résistance ultime kgf/mm2 | Température de fonctionnement |
|---|---|---|---|
| VT-4 | 3,5-4,5 Al, 0,8-2 Mn | 80 - 100 | 300 - 450 |
| OT4-2 | 5,5-7 Al, 0,2-1,8 Mn | 80 - 100 | 300 - 450 |
| VT5 | 4,3-6,2 Al | 80 - 100 | 300 - 450 |
| VT-6 | 5,5-7 Al, 4,2-6 V | 80 - 100 | 300 - 450 |
| VT-6c | 5-6,5 Al, 5,5-4,5 V | 80 - 100 | 300 - 450 |
| VT-20 | 5,5-7,5 Al, 1,-2,5 Zr, 0,5-2 Mo, 0,8-1,8 V | 80 - 100 | 300 - 450 |
| AT-4 | 4,5 Al, 1,5%(Cr+Fe+Si+B) | 80 - 100 | 300 - 450 |
| AT-6 | 6 Al, 1,5(Cr+Fe+Si+B) | 80 - 100 | 300 - 450 |
Résistance accrue des alliages à la corrosion
| Nuance d'alliage | Pourcentage d'additifs d'alliage | Résistance à la traction kgf/mm2 | Température de fonctionnement |
|---|---|---|---|
| 4200 | 0,2 Pd | 60 - 100 | 300 - 600 |
| 4201 | 31 - 35 Mo | 60 - 100 | 300 - 600 |
| 4204 | 5 Ta | 60 - 100 | 300 - 600 |
| NT60 | 40 - 50 Nb | 60 - 100 | 300 - 600 |
| ST ! | Ti-Al-Zr-Sn | 60 - 100 | 300 - 600 |
| CT4 | Ti-Al-Sn-Mo-Sr | 60 - 100 | 300 - 600 |
| CT6 | Ti-Al-Zr-W | 60 - 100 | 300 - 600 |
Alliages à haute résistance avec structure β instable
| Nuance d'alliage | Pourcentage d'ajouts d'alliages | Résistance ultime kgf/mm2 | Température de fonctionnement |
|---|---|---|---|
| VT-14 | 3,5-6,3 Al, 2,5-3,5 Mo, 0,9-1,9 V | 110 - 160 | 300 - 400 |
| VT-15 | 2,5-3,5 Al, 6,8-8 Mo, 9,5-11 Cr | 110 - 160 | 300 - 400 |
| VT-16 | 1,6-3 Al, 4,5-5,5 Mo, 4-5 V | 110 - 160 | 300 - 400 |
| VT-22 | 4,4-5,9 Al, 4-5,5 Mo, 4-5,5 V, 0,5-2 Cr, 0,2-4 Si, 0,2-0,5 Fe | 110 - 160 | 300 - 400 |
| TS-6 | 3 Al, 5 Mo, 6 V, 11 Cr | 110 - 160 | 300 - 400 |
Alliages α et β
Les alliages de titane se caractérisent par la précision de leur composition chimique, la rigueur de leur fabrication et l'absence d'impuretés. Les alliages de titane sont classés dans les catégories suivantes :
| α-alliage | Pseudo-α-alliage | Alliage α +β | Alliage pseudo-β | Alliage β |
|---|---|---|---|---|
| BT1 | OT4 | VT-6 | VT16 | 4201 |
| VT1-0 | OT4-0 | VT3-1 | VS-6 | |
| VT1-00 | OT4-1 | VT-14 | ||
| VT5 | OT4-2 | VT-16 | ||
| VT5-1 | AT-2 | BT-22 | ||
| 4200 | AT-3 | |||
| AT-4 | ||||
| BT20 |
Propriétés magnétiques
Les propriétés magnétiques du titane présentent également quelques particularités. En effet, le titane est un métal paramagnétique. Sa susceptibilité magnétique devrait donc diminuer lorsque la température augmente. Mais comme le titane fait exception à la règle, sa sensibilité augmente au contraire avec la chaleur.
Propriétés technologiques
Un autre avantage du métal réside dans ses propriétés de transformation, qui améliorent considérablement son utilisation. Il s'agit de la ductilité, de la résistance à la soudure et de la résistance aux effets négatifs de l'environnement (températures cryogéniques, eau de mer et acide nitrique). Pour en savoir plus sur les caractéristiques du titane, consultez nos autres pages consacrées aux nuances d'acier.
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