Titane et alliage de titane

Le titane possède un certain nombre de qualités qui en font un excellent candidat pour toute application. Ceux-ci incluent sa capacité d'alliage, sa durabilité, sa faible conductivité et son élasticité, son rapport résistance/poids élevé, sa ductilité, sa résistance à la corrosion, sa résistance à la chaleur, son point de fusion élevé et son prix.

Capacité d'alliage
Le titane est un alliage métallique, ce qui signifie qu’il peut être utilisé pour la formation d’alliages métalliques. Ces mélanges peuvent alors avoir plusieurs objectifs.

Résistance et durabilité
C’est probablement le plus grand avantage, et c’est pour cette raison que le titane est utilisé dans un grand nombre d’applications industrielles qui nécessitent un support rigoureux. Le titane est soixante pour cent plus dense que l’aluminium. Pourtant, il est deux fois plus résistant et beaucoup plus durable que l’aluminium.

Conductivité (ou absence de conductivité)
Le titane est un mauvais conducteur de chaleur et d'électricité. À première vue, cela peut sembler un inconvénient, mais en réalité ce n'est pas le cas. Au contraire, cette caractéristique spécifique fait du titane un matériau idéal pour les appareils électriques et les applications fonctionnant à des températures extrêmement variables.

Coût
Tout en conservant une meilleure solidité et résistance à la corrosion, les tuyaux et autres raccords en titane s'avèrent plus économiques que les accessoires en acier et en acier inoxydable.

Jusqu’à présent, les scientifiques ont développé plus d’un millier d’alliages de titane. Différents types d'alliages de titane peuvent être organisés de différentes manières, notamment en qualités de titane et en groupes d'alliages structurels.

Les nuances de titane définissent les propriétés et les utilisations de différents types d'alliages de titane et permettent aux fabricants de déterminer la nuance la plus adaptée à leurs applications. Les 5 premières qualités ne sont pas alliées et les autres contiennent différents ratios d'éléments tels que l'aluminium, le cobalt, le vanadium, l'étain, le molybdène, le palladium, le zirconium, le niobium, le nickel, le ruthénium, le silicium et le fer.

Les trois groupes d'alliages structurels sont : le titane Alpha, le titane Alpha Beta et le titane Beta. Le titane alpha est généralement allié à l'aluminium et à l'étain et est de résistance faible à moyenne, non traitable thermiquement et soudable. Il est ductile, présente une ténacité élevée et de bonnes propriétés mécaniques à des températures cryogéniques. Il présente également la plus haute résistance à la corrosion et est utilisé dans la fabrication de pièces d’avion et d’équipements de traitement chimique. Le titane Alpha Beta est de résistance moyenne à élevée, traitable thermiquement et soudable. Il est souvent formé à chaud et possède des capacités limitées de formage à froid. Le titane Alpha Beta est utilisé pour fabriquer du matériel marin, des avions et des prothèses.

Enfin, le titane bêta, le plus petit groupe, est le plus résistant, le plus dense, entièrement traitable thermiquement et soudable. Il présente une formabilité élevée et est souvent extrudé pour fabriquer des pièces d'avion robustes qui doivent conserver leur structure et leur forme même sous une pression extrême.

Le titane est un métal résilient qui est également très réactif. Lorsque le titane est exposé à certains environnements tels que ceux contenant de l'acide nitrique chaud, du chlore, de l'eau salée et des températures extrêmes, de l'oxyde de titane est créé à la surface du titane. Cet oxyde de titane peut apparaître rapidement. Il constitue une barrière solide, durable et presque impénétrable qui protège le titane pur situé en dessous de toute corrosion ultérieure.

Le titane pur résiste à la rouille et à la corrosion causée par les liquides, notamment les produits chimiques, les acides et l'eau salée, ainsi que divers gaz, grâce à sa barrière d'oxyde.

Comme son nom l’indique, l’oxygène est nécessaire pour produire cette barrière. Dans des environnements de type vide, où l’oxygène est limité, le titane se corrode et rouille rapidement. Le titane pur, totalement résistant à la rouille et à la corrosion, est cependant rare et difficile à trouver et à produire. De nombreuses pièces et objets en titane sont constitués d’un alliage de titane qui comprend une combinaison de différents niveaux de titane et d’autres métaux. Parce qu’ils ne sont pas fabriqués en titane pur, ils sont sensibles à la rouille et à la corrosion. Étant plus résistant à la rouille et à la corrosion que les autres métaux et alliages métalliques, le titane commun utilisé aujourd’hui a l’apparence de ne pas rouiller ni se corroder et est plus durable que les autres métaux.

Les copeaux de titane, comme les copeaux d'autres métaux, sont très réactifs et inflammables même à des températures relativement basses. Cela fait du titane un mauvais choix pour certaines opérations mécaniques. L'oxyde de titane se présente sous la forme d'une poudre blanche. Cette barrière protectrice finit par se briser, mais cela prend de nombreuses années. Avec son processus de corrosion lent, le titane est un bon choix pour la tuyauterie. Contrairement aux tuyaux fabriqués à partir d'autres métaux, les tuyaux en titane ne nécessitent généralement pas de revêtement protecteur supplémentaire.