Le système de qualité du titane ASTM est le plus important sur le marché mondial du titane et constitue le fondement des applications internationales d'achat, de production et d'ingénierie, qui est également le plus reconnu dans les industries aérospatiales, chimiques, pharmaceutiques, mécaniques et autres. Parmi eux, ASTM Grade 2 (titane pur industriel) et Grade 5 (Ti-6Al-4V) et Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) sont les qualités les plus vendues et les plus largement utilisées. La différence de composition et d'impuretés influence ses propriétés mécaniques, sa résistance à la corrosion et ses performances de traitement. Par conséquent, le bon choix est essentiel pour la sécurité technique, le coût et la durée de vie du navire.
Le titane pur ASTM Grade 2 est un métal pur non ferreux qui est la qualité de titane commercial la plus largement utilisée. Les principales impuretés sont le fer (inférieur ou égal à 0,30 %), l'oxygène (inférieur ou égal à 0,20 %), l'azote (inférieur ou égal à 0,03 %), le carbone (inférieur ou égal à 0,08 %). Le faible niveau d'impuretés lui confère une bonne résistance à la corrosion et une bonne formabilité. Comme les autres qualités de titane, il a une résistance modérée, mais il est plus stable et soudable - vous pouvez réaliser des soudures de haute qualité sans aucun prétraitement élaboré-, et la résistance du joint de soudure peut être supérieure à 90 % de celle du métal de base. Ce matériau est simple à transformer en plaques, tubes, tiges et toutes différentes formes pour de nombreuses applications.
Le grade 2 est le grade de titane le plus populaire pour les industries chimiques, marines, pétrolières et gazières en raison de sa résistance à la corrosion. Il est largement utilisé dans les échangeurs de chaleur, les réacteurs, les pipelines et les vannes et peut résister à la corrosion par des milieux tels que les concentrations faibles/moyennes d'acides chlorhydrique et sulfurique, et est moins susceptible de souffrir de corrosion par piqûres ou fissures. Dans l'ingénierie maritime, il est mature dans le dessalement de l'eau de mer et les pipelines océaniques avec une durée de vie-de plus de 20 ans, bien meilleure que l'acier inoxydable. Dans le même temps, le matériau répond aux normes d’hygiène alimentaire et médicale et peut être appliqué dans des récipients sous pression et des machines de transformation des aliments. Sa résistance à la traction est de 345 à 450 MPa, sa limite d'élasticité est d'environ 275 MPa et son allongement est supérieur ou égal à 20 % et il peut se déplacer de manière stable sous pression et à température ambiante. C’est la qualité de titane la plus économique.
Le grade 5 est l'alliage de titane le plus populaire et le plus connu ([Ti-6Al-4V] le « roi des alliages de titane »). Ses éléments constitutifs sont Al (aluminium) : 5,5% -6,75%, V (vanadium) : 3,5% -4,5%, Ti (titane) : le reste. Il s’agit d’un alliage de type +, qui présente à la fois résistance et plasticité. Il possède à la fois de meilleures propriétés mécaniques que le titane pur et est moins difficile à traiter que d'autres alliages de titane à haute résistance. Il est donc applicable aux composants qui supportent des charges structurelles.
La résistance à la traction du matériau est supérieure ou égale à 930 MPa, la limite d'élasticité est supérieure ou égale à 860 MPa, l'allongement est supérieur ou égal à 10 % et la résistance à la fatigue est d'environ 420 MPa (environ deux fois celle du grade 2). Il peut supporter des charges élevées et alternées tout en conservant une bonne résistance à la corrosion. Dans l'industrie aéronautique, son utilisation représente plus de 70 % des matériaux en titane pour avions, utilisés pour les trains d'atterrissage, les connecteurs d'ailes et les composants de moteur du Boeing 787 et du China C919. Dans le domaine du génie chimique, il peut être utilisé pour les réacteurs à haute pression-et les pipelines à usage intensif- ; Dans la fabrication mécanique, il convient aux moules de précision. Bien que son prix soit plus élevé que celui du titane pur, sa rentabilité globale-est exceptionnelle.
ASTM Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) est la version à faible écartement du grade 5 (« ELI » signifie élément à écart extrêmement faible). Il présente cependant un contrôle plus strict des impuretés : oxygène inférieur ou égal à 0,13%, fer inférieur ou égal à 0,25%, hydrogène inférieur ou égal à 0,012%. Il offre également des améliorations significatives en termes de ténacité, de résistance aux chocs et de biocompatibilité tout en conservant la solidité et la résistance à la corrosion du grade 5.
Le grade 23 a une résistance à la traction minimale de 860 MPa, une limite d'élasticité minimale de 795 MPa, un allongement minimum de 14 %, une résistance aux chocs minimale de 60 J (environ 50 % de plus que le grade 5) et une meilleure résistance à la rupture fragile. La très faible teneur en impuretés le rend non-toxique, hypoallergénique et présente une bonne compatibilité avec les tissus biologiques, il peut donc être utilisé dans les domaines de l'implantation médicale tels que les articulations artificielles, les implants dentaires et les stents. Parallèlement, il est également utilisé dans des équipements de haute-précision tels que les composants semi-conducteurs et les capteurs d'aviation. Mais son processus de production nécessite des normes strictes et son coût est supérieur à celui du Grade 5.
Lors de la sélection des matériaux d'approvisionnement, le grade 2 est recommandé pour les conditions corrosives conventionnelles et à faible charge ; Le grade 5 est recommandé pour les structures aérospatiales et chimiques à charges élevées ; Les implants médicaux et les dispositifs de haute-précision doivent utiliser le grade 23. Une sélection appropriée peut garantir la qualité, contrôler les coûts et éviter les pertes, ce qui est un maillon clé de l'approvisionnement en titane. Avec la croissance de la demande industrielle, l'application de ces trois types de qualités deviendra plus répandue, et l'amélioration des performances et des processus restera au centre des développements futurs.
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