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  • Titane

    TITANE

    DésignationAppellations
    Marques
    Stock
    Grade 1
    T-35
    Fiche
    3.7025
    Grade 2
    T-40
    Fiche
    3.7035
    Grade 3
    T-50
    Fiche
    3.7055
    Grade 4
    T-60
    Fiche
    3.7065
    Grade 5
    TA6V
    Fiche
    3.7165
    3.7164
    Grade 73.7135
    Grade 93.7195
    Grade 113.7225
    Grade 23
    TA6V ELI
    3.7165.1
    Fiche
    Ti 6Al-2Sn-4Zr-2Mo
    3.7144
    6-2-4-2
    AMS 4975
    Ti 6Al-6V-2Sn
    3.7174
    6-6-2
    Ti 6Al-7Nb
    Fiche
    TAN
    T10V2Fe3Al

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    NORMES SE RAPPORTANT AU TITANE 

    INDUSTRIE :           ASTM B 265 / ASME SB 265 / ASTM B 348 / ASME SB 348 / ASTM B 338 / ASTM B 381 / ASTM B 861 / ASTM B 862 / AWS A5.16 / NACE MR 0175

    MEDICAL :               ISO 5832.2 / ISO 5832.3 / ISO 5832.11 / ASTM F 67 / ASTM F 136 / ASTM F 1472 / ASTM F 1295

    AERONAUTIQUE :   AMS 4900 / AMS 4901 / AMS 4902/ AMS 4911 / AMS4920 / AMS 4918 / AMS 4928 / AMS 4934 / AMS 4935/ AMS 4965 / AMS 4967 / AMS 4971 / AMS 4975 / AMS 6930

    ———–    ————-  AMS-T-9046 / ASTM B265 / ASTM B381/ MMS 1217 / MMS 1233 / DMS 1570 /DMS 1583 / DMS 1592 /DMS 2285 / DMS 2442 /  BMS 7 348 / UNS R56400

    A propos du titane…

    C’est en 1791 qu’un chimiste anglais, le révérend William Gregor, découvrit le titane. En 1793, un chimiste allemand, M.Klaproth, le découvrit également indépendamment. L’appellation « titane» serait empruntée à la mythologie grecque : «Titan» personnifiant une force surnaturelle. Le commerce du titane a débuté dans les années 1950.

    Le titane est le quatrième élément métallique le plus abondant de la croûte terrestre. On le trouve naturellement en combinaison chimique généralement avec de l’oxygène et du fer.

    Le titane est extrait du rutile et de l’ilménite, minerais que l’on trouve en Australie, au Canada, en Russie, aux Etats-Unis, en Norvège, en Afrique du Sud, ou encore au Sierra Leone. Le rutile contient entre 93 et 96% de dioxyde de titane tandis que l’ilménite en contient de 44 à 77%. Le titane sous sa forme commerciale est principalement élaboré en Russie, aux Etats-Unis, au Japon et en Chine.

    L’élaboration du titane est particulièrement complexe. La première étape est la fabrication d’éponge (qui tire son nom de son aspect spongieux) à partir du rutile et de l’ilménite : chloration, production de tétrachlorure de titane puis réaction avec du magnésium (par procédé Kroll). L’étape suivante, à partir des éponges, est la fabrication du lingot, obtenu par fusion, soit sous vide par électrode consommable ou VAR (Vacuum Arc Reduction), soit à foyer froid par faisceau d’électrons EB (Electron Beam) ou par faisceau plasma PAM (Plasma Arc Melting), soit encore par induction ISM (Induction Skull Melting). Les lingots d’alliages de titane sont obtenus par adjonctions d’éléments (vanadium, aluminium, molybdène, étain, zirconium…). Les lingots sont en général transformés par forgeage à chaud pour obtenir des demi-produits (brame, bloom, billette), eux-même transformés par laminage, forgeage, extrusion, usinage, etc… pour aboutir aux demi-produits finis (barre, tôle, tube, fil..)

    La consommation annuelle de titane dans le monde est d’environ 60 000 tonnes métriques (ce qui équivaut à la superficie d’un stade de football sur 2 mètres de haut)

    Principales propriétés du titane :

    • Haute résistance à la corrosion, le titane est à même de passiver
    • Non toxicité et compatibilité avec le corps humain
    • Faible densité (4.51g/cm3) et bonnes propriétés mécaniques
    • Le titane peut être moulé, forgé, traité par la métallurgie des poudres, soudé, embouti, usiné…

    Le titane se présente sous deux formes allotropiques :

    • la phase alpha, hexagonale, stable en-dessous de 882 °C
    • la phase bêta cubique centrée, stable au-dessus de 882 °C.

    Les alliages de titane se classent selon trois familles :

    • Les alliages alpha : soudables, conservent de bonnes caractéristiques depuis les températures cryogéniques jusqu’à 500/550 °C et offrent une résistance à la corrosion exceptionnelle. Ils sont difficiles à former à froid et les traitements thermiques restent peu efficaces. Ce sont des alliages de fluage souvent utilisés à l’état recuit.
    • Les alliages bêta : résistants à chaud pour des sollicitations de courte durée, soudables, formables à froid mais instables au-dessus de 350 °C et fragiles au-dessous de -70 °C. Les traitements thermiques sont efficaces et ces alliages sont souvent utilisés à l’état recuit ou traité.
    • Les alliages alpha-bêta présentent des caractéristiques intermédiaires : bonne réponse aux traitements thermiques, stables sous contraintes jusque vers 450/500 °C, moins résistants au fluage, plus faciles à former et plus difficiles à souder et à usiner.

    D’une manière générale, les titanes alliés ont une meilleure résistance mécanique et une moins bonne résistance à la corrosion que les nuances de titane non allié appelé aussi commercialement pur (CP). Le TA6V est l’alliage alpha-bêta le plus répandu dans l’industrie du titane. Le T40 et le T60 sont les nuances de titane commercialement pur les plus répandues en usage industriel. Elles se différencient par leur teneur en oxygène et en fer, le T40 (grade 2) étant plus pur que le T60 (grade 4)

    Le titane présente, à température élevée, une grande affinité pour l’oxygène, l’azote, le carbone et l’hydrogène. On doit tenir compte de cette caractéristique essentielle dans l’élaboration et les transformations du métal.

    L’oxydation de surface assure une excellente résistance à la corrosion. Cette protection a la particularité de se reproduire naturellement en cas de rayure, ce qui constitue un avantage considérable du titane sur les aciers inox.

    Propriétés physiques du titane :

    • État ordinaire : solide
    • Couleur : blanc argenté
    • Température de fusion : 1720°C
    • Volume molaire : 10,64.10-6m3/mol
    • Densité : 4,51 g/cm3
    • Conductivité électrique : 2,34.106S/m
    • Conductivité thermique : 21,9W/(m·K)
    • Coefficient de dilatation thermique : 8,5.10-6/°C