Titane, caractéristiques, traitement, fonctionnalités

Le titane (Ti22), composé de scandium-titane-vanadium, est un métal léger et résistant, de couleur blanc argenté. Son point de fusion est de 16 600 °C et sa dureté Brinell de 175 MPa. Il est le dixième métal le plus répandu dans la nature. La source la plus courante de titane est le dioxyde de titane, qui contient de faibles impuretés.

Titane métallique

Le titane métallique a une densité de 4,54 g/cm³ et un point d'ébullition de 35 600 K. Il est ductile comme un métal, mais sa viscosité est accrue. La poussière de titane explose et les copeaux peuvent être inflammables. Grâce à son film d'oxyde, le titane est résistant à la corrosion. Il tolère bien les solutions diluées de nombreux acides et bases. Des études électrochimiques confirment l'augmentation significative de la résistance à la corrosion du titane avec l'augmentation de la teneur en eau dans un environnement agressif, de 0,5 à 8,01 TP3T. Le titane présente une faible conductivité thermique. Sa dilatation thermique à 200 °C est négligeable. Le titane présente une résistivité relativement élevée et une résistance mécanique élevée.

Le titane présente des inconvénients : sa production est coûteuse, plus que celle du fer, de l'aluminium, du cuivre et d'autres métaux. Les déchets de titane sont difficiles à exploiter, car ils sont visqueux et donc peu résistants au frottement. Ils adhèrent aux outils lors de l'usinage, sont sujets à la fragilisation par l'hydrogène, sont très réactifs chimiquement et sont difficiles à souder.

Traitement du titane

L'usinage du titane présente des défis particuliers. Le titane est un matériau difficile à usiner, plus que la fonte et l'acier inoxydable. Il est essentiel de choisir un outil d'usinage adapté, une machine robuste et des fixations fiables. Des outils et des méthodes d'usinage modernes permettent de relever ces défis. Des machines polyvalentes sont souvent utilisées.

L'usinage du titane s'effectue par tournage, perçage, alésage et fraisage. Le titane étant utilisé dans une grande variété d'applications, le choix de la machine et de la technologie d'usinage appropriées permet d'obtenir des résultats de fabrication d'une précision optimale. L'usinage du titane génère une chaleur importante, susceptible de provoquer des défauts de surface. C'est pourquoi un alliage métallique à grains fins est choisi comme matériau de coupe.

Le titane de nuance VT1 est facile à usiner et peut être embouti, forgé, soudé et laminé. Les nuances de titane VT1-0 et VT 1-00 sont fournies sous forme de tôle, recuites et avec une surface gravée. Cette nuance est utilisée pour la fabrication de conduits d'aération ; elle est ductile et peut même être étirée en feuille.

Le titane de nuance VT5 contient un additif d'alliage d'aluminium qui lui confère une plus grande élasticité, réduit la fragilisation par l'hydrogène et augmente la résistance à la chaleur. Ce titane se déforme facilement à chaud, ce qui le rend idéal pour le forgeage, le laminage et l'emboutissage. Il est utilisé pour produire des barres, des pièces forgées, des profilés, des composants de fuselage, des pièces soudées et des assemblages offrant une longue durée de vie.