10 Propriétés du titane métal

Le titane est un métal de transition blanc argenté avec le symbole chimique Ti et un numéro atomique de 22. C’est l’un des éléments les plus abondants sur Terre, que l’on trouve principalement dans des minéraux tels que le rutile et l’ilménite.

En raison de son excellente résistance à la corrosion, de sa résistance aux hautes températures et de sa biocompatibilité, le titane joue un rôle crucial dans divers domaines. De l’aérospatiale aux applications médicales, de l’ingénierie marine aux produits de consommation haut de gamme, le titane répond à des exigences diverses et exigeantes grâce à ses propriétés uniques. Ensuite, nous nous pencherons sur les 10 principales caractéristiques du titane pour comprendre son importance dans la technologie et l’industrie modernes.

Haute résistance et faible densité

Le titane a une résistance élevée, principalement attribuée à sa structure cristalline (structure hexagonale à emboîtement serré). Cette structure disperse efficacement les contraintes sous l’effet de la force, empêchant ainsi la déformation du matériau. Dans le même temps, les atomes de titane sont relativement légers, avec une densité d’environ 57 % de celle de l’acier, ce qui signifie que sa masse par unité de volume est plus petite.

Applications typiques : Utilisé dans les cadres d’avions, les longerons d’aile, les composants de moteur et les cadres de vélo en alliage de titane, offrant à la fois une réduction de poids et un support de résistance suffisant.

Faible conductivité thermique

Le titane a une faible conductivité thermique, seulement environ 1/5 de celle de l’acier, 1/13 de celle de l’aluminium et 1/25 de celle du cuivre. Cela est principalement dû à sa structure cristalline hexagonale compacte et à sa faible densité d’électrons libres, qui limitent l’efficacité de la conduction thermique.

Applications typiques : Dans les avions et les engins spatiaux, le titane est souvent utilisé dans les composants qui nécessitent une isolation thermique, tels que les pièces de fuselage et de moteur.

Résistance à la corrosion

Le titane a une excellente résistance à la corrosion, avec un film d’oxyde dense formé à sa surface qui protège efficacement le substrat de titane de la corrosion. Le titane est très stable dans les environnements oxydatifs, neutres et légèrement réducteurs, et peut résister à la corrosion de l’air, de l’eau de mer et de la plupart des solutions acides et alcalines. Cependant, il est sensible aux substances hautement corrosives telles que l’acide fluorhydrique, l’acide chlorhydrique concentré et l’acide sulfurique concentré. Le titane a également des propriétés d’auto-guérison, car le film d’oxyde se régénère rapidement après utilisation.

Titane ou alliage de titane. : Ti grade 1, Ti grade 2, Ti-0.2Pd, Grade 7 (Ti-0.2Pd), Ti-3Al-2.5V.

Applications typiques : récipients de réaction chimique, équipements marins, pipelines de transport sous-marins.

Résistance aux hautes températures

Le titane peut maintenir une résistance et une résistance au fluage élevées dans des environnements à haute température, principalement en raison de son point de fusion élevé (1668°C) et de son excellente stabilité structurelle à haute température. Les performances à haute température du titane dépendent des éléments d’alliage des alliages de titane, tels que l’aluminium et le molybdène, qui aident à maintenir la stabilité de la structure cristalline à haute température, empêchant ainsi la déformation causée par le stress thermique.

Alliages typiques : Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-5Al-4Cr-4Mo-2Sn-2Zr.

Applications typiques : Composants de moteurs pour l’aérospatiale, chambres de combustion de fusées, échangeurs de chaleur à haute température, etc.

Résistance aux basses températures

Certains alliages de titane connaissent en fait une augmentation de leur résistance à basse température, avec seulement une légère réduction de la plasticité, principalement en raison de leur structure cristalline hexagonale serrée. Cette structure conserve sa plasticité et sa ténacité à -255°C, contrairement à de nombreux métaux qui deviennent cassants. Cette caractéristique permet au titane de conserver des propriétés mécaniques stables même dans des environnements à très basse température.

Alliages typiques : Ti-5Al-2.5Sn ELI, Ti-6Al-4V ELI.

Applications typiques : Détecteurs en haute mer, conteneurs cryogéniques pour moteurs de fusée à hydrogène liquide et à oxygène liquide, ou engins spatiaux habités.

Biocompatibilité

Le titane a une excellente biocompatibilité, ce qui lui permet d’être compatible avec les tissus humains sans déclencher de réactions de rejet. Le film d’oxyde de titane à sa surface crée un environnement chimique similaire au calcium, au phosphore et à d’autres composants présents dans les tissus humains, ce qui explique la biocompatibilité du titane.

Alliages typiques : Ti-6Al-7Nb, Ti Grade 1, Ti Grade 2, Ti-6Al-4V ELI (Grade 23).

Applications typiques : Articulations artificielles de la hanche, du genou, de l’épaule, des côtes, des os du crâne, des valves cardiaques et des clips de fixation squelettiques.

Non magnétique

Le titane est un métal non magnétique, ce qui signifie qu’il n’est pas affecté par les champs magnétiques. Cela est dû à sa structure électronique, qui manque de propriétés magnétiques. La configuration électronique externe du titane ne répond pas aux conditions requises pour générer du magnétisme, ce qui entraîne une réponse extrêmement faible ou inexistante aux champs magnétiques externes.

Applications typiques : Le titane est souvent utilisé dans les équipements d’imagerie par résonance magnétique (IRM) pour éviter les interférences avec les champs magnétiques et dans les appareils de haute précision où la stabilité magnétique doit être maintenue.

Forte résistance à l’amortissement

Le titane a une excellente résistance à l’amortissement, principalement en raison de sa structure cristalline hexagonale serrée, de son faible facteur de friction interne et de son élasticité et de sa plasticité supérieures, qui absorbent et atténuent efficacement l’énergie vibratoire.

Applications typiques : Utilisé dans les composants structurels des avions et des engins spatiaux, tels que les ailes, les pièces de moteur et les tuyères, pour réduire les vibrations et le bruit et améliorer la stabilité en vol.

Résistance aux radiations

Le titane métallique a une excellente absorption des rayonnements ionisants, protégeant efficacement contre les rayonnements. Sa structure en treillis et sa densité relativement élevée lui permettent d’absorber une énergie de rayonnement importante, réduisant ainsi l’impact sur l’environnement environnant.

Applications typiques : Radioprotection dans les réacteurs nucléaires, matériaux de blindage dans les installations de stockage de déchets nucléaires et équipements de protection dans les environnements à fort rayonnement.

La résistance à la traction est proche de sa limite d’élasticité

Cette propriété du titane, qui se reflète dans son rapport de limite d’élasticité élevé (résistance à la traction/limite d’élasticité), indique que le titane a une capacité limitée de déformation plastique lors du formage. En raison du rapport élevé entre la limite d’élasticité du titane et son module d’élasticité, il présente un retour élastique important pendant le formage.

Tableau de référence des propriétés du titane

Quels produits et services Chalco peut-il vous fournir ?

En tant que fournisseur de matériaux métalliques de renommée mondiale, Chalco occupe également une position importante dans le domaine des produits en titane et des services connexes. Nous nous engageons à fournir des solutions complètes en titane à nos clients, qu’il s’agisse de l’approvisionnement en matériaux et des services de traitement, ou de l’assistance technique aux besoins personnalisés. Chalco peut être votre partenaire de confiance.

Titane catégories de produits

• Barre de titane : Disponible dans diverses spécifications et types d’alliages, répondant aux exigences de haute résistance et de résistance à la corrosion dans les domaines de l’aérospatiale, de la médecine, de la chimie et de l’ingénierie marine.
• Plaques de titane : Convient à la construction navale, aux équipements chimiques et à la décoration architecturale. Nous pouvons traiter et personnaliser selon les exigences du client.
• Tubes en titane : Utilisés dans les échangeurs de chaleur, les implants médicaux et l’industrie de l’énergie, ils offrent une excellente résistance à l’oxydation et des performances à haute température.
• Fils de titane : Idéal pour le soudage, la fabrication de composants de haute précision et d’autres applications, avec plusieurs options de traitement de surface disponibles.

Applications typiques des produits

Les produits et services en titane de Chalco sont largement utilisés dans les domaines suivants :

• Aérospatiale : Fabrication de composants aérospatiaux légers et à haute résistance.
• Domaine médical : Implants orthopédiques et dispositifs médicaux en titane.
• Génie chimique et maritime : Fabrication d’équipements résistants à la corrosion.
• Industrie de l’énergie : Tubes d’échangeurs de chaleur, pièces d’équipements nucléaires.

Services de traitement

• Découpe de précision : Utilisation d’équipements de haute précision pour s’assurer que la forme et les dimensions du matériau répondent aux exigences du client.
• Traitement de surface : Comprend le sablage, le polissage et le traitement d’oxydation pour améliorer la durabilité et l’apparence des produits en titane.
• Traitement sur mesure : Adaptation des produits en alliage de titane en fonction des besoins spécifiques de différentes industries et applications.

Assistance technique

• Conseil de sélection des matériaux : Recommander les types d’alliages de titane les plus appropriés en fonction de différents scénarios d’utilisation et budgets.
• Conseils de traitement : Fournir des conseils techniques sur le traitement, le soudage et l’assemblage des matériaux en titane afin d’optimiser l’efficacité de l’utilisation.
• Conseil aux normes de l’industrie : S’assurer que les produits en titane répondent aux normes de qualité internationales telles que ASTM et AMS, offrant ainsi aux clients une assurance de haute qualité.