Vues : 0 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2025-02-20 Origine : Site
Le tuyau en acier allié au titane est une sorte de tuyau en alliage de titane, avec des propriétés mécaniques élevées, d'excellentes performances d'emboutissage et peut être soudé sous diverses formes, une résistance des joints soudés jusqu'à 90 % de la résistance du métal de base et de bonnes performances de coupe et de traitement.
La production industrielle de titane a commencé en 1948. Le développement de l'industrie aéronautique nécessite que l'industrie du titane connaisse un taux de croissance annuel moyen d'environ 8 % du développement. À l'heure actuelle, la production annuelle mondiale de matériaux de traitement d'alliages de titane a atteint plus de 40 000 tonnes, dont près de 30 types d'alliages de titane. L'alliage de titane le plus largement utilisé est le Ti-6Al-4V (TC4), le Ti-5Al-2.5Sn (TA7) et le titane pur industriel (TA1, TA2 et TA3).
1.En fonction de leur composition chimique , ils peuvent être divisés en deux catégories : le titane pur et les alliages simples, et les multi-alliages.
Titane pur et alliages simples : le grade 1 est du titane non allié à faible teneur en oxygène ; Le grade 2 est du titane non allié à l’oxygène standard ; Le grade 7 est du titane non allié à l'oxygène standard contenant 0,12 à 0,25 % de palladium ;
multi-alliages : le grade 5 est un alliage de titane contenant 6 % d'aluminium et 4 % de vanadium ; Le grade 9 est un alliage de titane contenant 3 % d’aluminium et 2,5 % de vanadium ; Le grade 19 est un alliage de titane contenant 3 % d'aluminium et 8 % de vanadium, 6 % de chrome, 4 % de zirconium et 4 % de molybdène. Le grade 19 est un alliage de titane contenant 3 % d'aluminium, 8 % de vanadium, 6 % de chrome, 4 % de zirconium et 4 % de molybdène.
En outre, le titane pur et les alliages de titane peuvent être subdivisés en fonction de leurs propriétés comme suit :
1. titane industriellement pur ( alliage de titane de type α )
Nuances typiques : Gr1, Gr2, Gr3, Gr5, Gr7 (norme ASTM).
Caractéristiques : excellente résistance à la corrosion (en particulier environnement d'ions chlorure) ， Excellente soudabilité, bonnes performances de travail à froid
Applications : tuyauterie chimique, équipement de dessalement, implants biologiques.
2. de type proche de α Alliages de titane
Nuances typiques : Gr8, Gr9, Gr12 (norme ASTM)
Caractéristiques : excellentes performances à haute température (température d'utilisation à long terme : 450-500 ℃), haute résistance au fluage, forte résistance à l'oxydation
Applications : aubes de compresseur de moteurs d’avion, composants structurels haute température.
3type .α+βde Alliage de titane
Nuances typiques : Gr16, Gr17 (norme ASTM). Alliages haute température (alliages de titane de type β) : les nuances typiques incluent Gr23, Gr24, Gr25 (norme ASTM)
Caractéristiques : performances globales optimales (équilibre entre résistance, ténacité, transformabilité) ， Renforcement traitable thermiquement (solution solide + vieillissement)
Applications : pièces de fuselage/moteur d'avion, joints artificiels, pièces de voitures de course.
4. de type β Alliages de titane
Nuances typiques : Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (β-21S)
Caractéristiques : ultra haute résistance, excellentes propriétés de moulage à froid, mauvaise soudabilité, traitement thermique complexe requis.
Applications : fixations aéronautiques, ressorts, équipements sportifs de haute performance.
| Indice de performance | Titane industriellement pur | α+β type e titane | proche de α Titane de type | de type β titane |
| Résistance à la traction (MPa) | 345-550 | 895-930 | 800-1000 | 1000-1350 |
| Densité (g/cm⊃3 ;) | 4.51 | 4.43 | 4.54 | 4.84 |
| Température maximale de service | 350 ℃ | 400℃ | 500℃ | 300℃ |
| Soudabilité | meilleur | bien |
milieu | mauvais |
| Application typique | équipement chimique | Partie aérostructurale | composants du moteur | Fixation aérospatiale |
2. Selon les propriétés mécaniques des alliages de titane, ils peuvent être divisés en résistance et ténacité.
Résistance : titane pur de grade 1, la résistance de grade 2 est relativement faible, résistance à la traction de grade 2 de 345 MPa min. et la résistance de l'alliage de titane de grade 5 jusqu'à 1 000 MPa environ est 5 fois supérieure à celle de l'acier inoxydable.
Ténacité : de manière générale, ceux contenant plus d’éléments d’alliage, tels que les grades 5 et 19, ont une meilleure ténacité tout en garantissant une résistance élevée ; tandis que les nuances de titane pur présentent certaines différences en termes de performances de ténacité avec les alliages de titane alliés et se comportent différemment lorsqu'elles sont soumises à des chocs et à d'autres charges.
3. Résistance à la corrosion : les alliages de titane contenant du palladium, tels que les grades 7 et 11, ont une meilleure résistance à la corrosion que les grades de titane pur sans palladium (par exemple, grade 1 et grade 2) dans certains environnements corrosifs spécifiques, en particulier dans les acides réducteurs, etc. Les alliages de titane de grade 5 ont une bonne résistance à la corrosion dans des environnements tels que l'eau de mer en raison des éléments d'alliage, mais diffèrent des alliages contenant du palladium et d'autres éléments spécifiquement conçus pour la résistance à la corrosion par leurs caractéristiques spécifiques de résistance à la corrosion.
4. Selon les différents scénarios d'application , il peut être divisé en
Aérospatiale : l'alliage de titane de grade 5 est couramment utilisé dans la fabrication de poutres, d'ailes, de pales de moteur et d'autres composants clés d'avions en raison de sa haute résistance, de sa bonne résistance à la chaleur et de sa résistance à la fatigue.
Industrie chimique : l'alliage de titane de grade 2 est couramment utilisé pour fabriquer des échangeurs de chaleur, des réacteurs, des pipelines et d'autres équipements chimiques en raison de sa bonne résistance à la corrosion et de son prix modéré.
Domaine biomédical : l'alliage de titane de grade 23 présente des éléments à très faible jeu et une bonne biocompatibilité. Il est souvent utilisé pour fabriquer des articulations artificielles, des implants dentaires, des dispositifs de fixation de fractures et d'autres implants biomédicaux.
5. Diffèrent selon la difficulté et le coût du traitement
D'une manière générale, plus la teneur en éléments d'alliage est élevée et plus la qualité de l'alliage de titane est complexe, plus son traitement est difficile. Par exemple, les alliages de titane de grade 5 sont plus difficiles à traiter que les nuances de titane pur telles que les grades 1 et 2.
Du point de vue du coût, les alliages de titane contenant des éléments d'alliage rares ou coûteux (tels que le palladium, etc.), ainsi que les alliages de titane de qualités plus difficiles à traiter, coûtent généralement plus cher. Par exemple, le grade 7 contient du palladium, son coût est donc plus élevé que celui des grades de titane pur ordinaires ; Le grade 19 et d'autres alliages de titane avec des compositions d'alliages complexes ont également des coûts relativement élevés.
Comparé à d’autres matériaux métalliques, l’alliage de titane présente les avantages suivants.
① que la résistance (résistance à la traction/densité) élevée (voir tableau), résistance à la traction allant jusqu'à 100 ~ 140kgf/mm2, tandis que la densité de seulement 60 % de l'acier.
② bonne résistance à température moyenne, l'utilisation d'une température supérieure à celle de l'alliage d'aluminium de quelques centaines de degrés, au milieu de la température peut toujours maintenir la résistance requise, peut être à une température de 450 ~ 500 ℃ pour un travail à long terme.
③ bonne résistance à la corrosion, dans l'atmosphère, la surface du titane forme immédiatement un film d'oxyde dense et uniforme, la capacité de résister à une variété de médias érosion. Habituellement, le titane a une bonne résistance à la corrosion dans les milieux oxydants et neutres, et la résistance à la corrosion dans l'eau de mer, le chlore humide et les solutions de chlorure est plus excellente. Mais dans les milieux réducteurs, tels que l'acide chlorhydrique et d'autres solutions, la résistance à la corrosion du titane est médiocre.
④ bonnes performances à basse température, l'élément d'espacement est un alliage de titane à très faible teneur, tel que TA7, à -253 ℃ peut maintenir un certain degré de plasticité.
⑤ Faible module d'élasticité, faible conductivité thermique, pas de ferromagnétisme.
⑥ Haute dureté.
⑦Mauvais estampage, bonne thermoplasticité.
