Le titane de grade 3 de la CP est un bon choix pour de nombreuses industries, mais que savez-vous à son sujet ? Cet article vous présente les connaissances que vous devez avoir sur le titane de grade 3 pour vous aider à mieux choisir le bon grade de titane.
Définition de base
Le titane de grade 3 (titane industriel pur de grade 3) est un matériau métallique à base de titane auquel on a ajouté des traces d'éléments impurs (tels que le fer, l'oxygène, le carbone, etc.). Selon la norme américaine ASTM, il appartient au troisième niveau de titane industriel pur (CP Titanium), avec une pureté d'environ 99,5% et une teneur totale en impuretés inférieure à 0,5%. Par rapport au grade 1 et au grade 2, le grade 3 a une résistance plus élevée et constitue la catégorie ayant les meilleures propriétés mécaniques parmi le titane industriel pur.
Caractéristiques principales
1. Équilibre entre une résistance élevée et une bonne ténacité
La limite d'élasticité (environ 250-350 MPa) et la résistance à la traction (environ 450-550 MPa) du titane de grade 3 sont nettement plus élevées que celles du grade 1 et du grade 2 (les deux ont une résistance d'environ 200-400 MPa), ce qui convient aux scénarios nécessitant une capacité de charge plus élevée tout en conservant une bonne résistance aux chocs.
2. Résistance modérée à la corrosion
En raison de la teneur élevée en oxygène (généralement ≤0,35%), sa résistance à la corrosion par les acides, les alcalis et l'eau de mer est légèrement inférieure à celle des grades 1 et 2, mais elle reste fiable dans la plupart des environnements doux, et convient particulièrement aux scénarios de corrosion modérée avec des exigences strictes en matière de résistance.
3. Facilité de traitement
Il peut être formé par des procédés conventionnels de traitement des métaux (tels que le forgeage, l'estampage, l'usinage), et l'effet du traitement thermique est limité. Il est généralement renforcé par un traitement à froid.
4. Point de fusion élevé et faible conductivité thermique
Le point de fusion est d'environ 1660℃, et la conductivité thermique est d'environ 17 W/(m-K), ce qui est inférieur à l'acier inoxydable (environ 15-50 W/(m-K)). Il convient de veiller au contrôle de la température pendant le traitement.
Applications typiques
1. L'aérospatiale
Au début, il était utilisé pour les pièces structurelles des avions (telles que les supports et les connecteurs). Plus tard, en raison de la popularité des alliages de titane de qualité supérieure, il s'est progressivement tourné vers des pièces aux exigences de performance légèrement inférieures, telles que certains boîtiers de systèmes hydrauliques.
2. Le domaine médical
Utilisé pour la fabrication d'implants non porteurs (tels que les bases d'implants dentaires et les outils chirurgicaux). Bien que sa résistance soit supérieure à celle du titane pur, sa biocompatibilité n'a pas été améliorée de manière significative. De nos jours, les alliages de titane (tels que le Ti-6Al-4V) sont plus couramment utilisés comme matériaux d'implants courants.
3. Équipement chimique
Les revêtements et les raccords de tuyauterie des réacteurs chimiques, en particulier dans les environnements modérément corrosifs qui nécessitent un équilibre entre le coût et la résistance, le grade 3 est un choix économique.
4. Industrie automobile
Composants de systèmes d'échappement automobiles haut de gamme, grâce à sa résistance à la corrosion et à sa stabilité à haute température, mais l'application à grande échelle est limitée (le coût est plus élevé que celui de l'acier ordinaire).
Précautions de traitement et d'utilisation
1. Caractéristiques de la transformation
- Le traitement à froid est facile à durcir, et il doit être effectué par étapes et entrecoupé d'un traitement de recuit (la température de recuit est d'environ 700-800℃) ;
- Le soudage nécessite une protection par gaz inerte (tel que l'argon) pour éviter l'oxydation et la dégradation des performances.
2. Protection contre la corrosion
- Les performances sont limitées dans les environnements d'acides forts (tels que l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique) ou de chlorures à haute température. Il est recommandé d'appliquer un revêtement anticorrosion ou d'utiliser un alliage de titane à la place ;
- Une exposition prolongée à l'eau de mer peut provoquer une corrosion locale par piqûres, qui nécessite une inspection régulière.
3. Contrôle des coûts
Le prix se situe entre le titane pur et l'alliage de titane, soit environ 1,2 à 1,5 fois celui du grade 2. Il convient aux applications sensibles à la résistance mais dont le budget est limité.
Comparaison avec d'autres qualités de titane CP
| Propriété | Première année | Niveau 2 | Niveau 3 | Grade 4 |
| Résistance à la traction | 400 MPa | 500 MPa | 550 MPa | 700 MPa |
| Ductilité | Excellent | Bon | Moyen | Pauvre |
| Résistance à la corrosion | Excellent | Excellent | Modéré | Modéré |
| Coût | Le plus bas | Moyen | Plus élevé | Le plus élevé |
Résumé
Le titane de grade 3 est toujours un matériau important dans certains domaines industriels en raison de ses caractéristiques de “résistance améliorée et de coût modéré”. Cependant, avec le développement de la technologie des alliages de titane, sa part dans les scénarios de forte demande (tels que les pièces portantes de l'aérospatiale et les implants médicaux) a progressivement diminué, et il s'est tourné vers des segments de marché spécifiques - tels que les pièces qui ont besoin d'un équilibre entre la résistance et une protection moyenne contre la corrosion, ou les applications de milieu de gamme qui sont plus sensibles au coût. Lors du choix du grade 3, il est nécessaire d'accorder la priorité à l'évaluation des besoins réels des conditions de travail spécifiques en matière de solidité et de résistance à la corrosion, d'éviter les gaspillages de coûts causés par une conception excessive et de prévenir les dangers cachés causés par des performances insuffisantes.
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