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Alliage de titane

Caractéristiques techniques

Bien que la résistance mécanique du titane à température normale soit assez élevée, il perd près de deux fois sa résistance lorsque la température augmente jusqu'à 250 °C. Les alliages de titane permettent de compenser cette perte. Le titane se distingue par sa remarquable résistance à la corrosion. La résistance à la corrosion est évaluée par la perte par mètre carré de surface.

Résistance à la corrosion Perte en poids par 1 mètre carré Score
Extrêmement résistant Moins de 0,001g 1
Très persistant 0,001 - 0,005 2
0,005 - 0,01 г 3
Stable 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 en atmosphère industrielle et marine, 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 métal 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 est presque imperméable à la corrosion dans l'acide formique à n'importe quelle concentration jusqu'à une température de 100°C, alors qu'il se corrode rapidement dans une solution d'acide formique à 25% sans aération.

Alliages TITAN

Les alliages de titane se caractérisent par leur composition chimique précise, leur fabrication méticuleuse et l'absence d'impuretés. Les alliages de titane sont classés dans les catégories suivantes :

α-alliages Pseudo-α-alliages Alliages α +β Alliages pseudo-β Alliages 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

Modes de recuit des alliages TITAN

Nuance de titane Températures de recuit des produits en feuilles Températures pour produits longs Mode de recuit
VT1-00 520 - 540 670 - 690 ---
VT1-0 520 - 540 670 - 690 ---
VT5 --- 800 - 850 ---
VT5-1 700 - 750 800 - 850 ---
OT4-0 590 - 610 690 - 710 ---
OT4-1 640 - 660 740 - 760 ---
OT4 660 - 680 700 - 760 ---
OT4-2 700 - 730 840 - 860 ---
VT20 700 - 800 700 - 800 ---
AT2 600 - 650 650 - 700 ---
AT3 800 - 850 800 - 850 ---
AT4 850 - 870 850 - 870 ---
TS5 760 - 780 760 - 780 ---
VT6C 750 - 800 750 - 800 ---
VT6 750 - 800 750 - 800 ---
VT3-1 ---

870 - 920

600 - 650

Recuit isotherme : chauffage à 870-920°C, temps de maintien, refroidissement à 600-650°C Transfert dans un autre four, temps de maintien 2h, refroidissement à l'air
VT3-1 ---

870 - 920

650 - 600

Double recuit, 550 - 600 °C, temps de maintien 2 - 5 heures. Pour les pièces de puissance - recuit à 650 °C, refroidissement à l'air.
VT14 740-760 790-810 640-600 740-760 790-810 640-660 Recuit isotherme : chauffage jusqu'à 790-810 °C, temps de maintien, refroidissement avec le four, transfert dans un autre four jusqu'à 640-660 °C, temps de maintien ½ heure, refroidissement à l'air.
VT16 730 - 770 770 - 790 Refroidissement avec le four à une vitesse de 2 - 4 °C pendant 1 minute, jusqu'à 550 °C, refroidissement à l'air
VT22 740 - 760 680 - 800 Refroidissement contrôlé par le four à une vitesse de 2 - 4 °C/ minute, jusqu'à 350 °C, refroidi à l'air
VT15 790 - 810 790 - 810 ---
TS6 790 - 810 790 - 810 ---
BT23 740 - 750 740 - 750 ---

Durcissement du TITAN : alphasing, nitruration, carburation

Pendant le traitement thermique du titane, une couche dite "alpha" se forme à la surface des produits semi-finis en raison de l'interaction active du titane chaud avec l'oxygène et l'azote.

Nuance d'alliage Teneur en oxygène de 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
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

Les applications de nitruration augmentent la résistance à la chaleur et surtout à l'usure et à l'abrasion. La technique la plus courante pour la nitruration est le chauffage de produits semi-finis dans une atmosphère d'azote pur à une température de 850 - 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.

Ledurcissement au carbure (cémentation) est une méthode efficace pour durcir les alliages de titane. Elle est réalisée dans un mélange avec du charbon actif sous vide ou dans une atmosphère d'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 entraîne une carburation plus profonde.

Éponge de titane

Composition chimique de l'éponge de titane obtenue par réduction du Ti Cl4 par différentes méthodes

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

Il se caractérise par la précision de sa composition, la rigueur de sa fabrication et de son traitement et l'absence d'impuretés.

Furnizor

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