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12/02/2018

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LE TITANE

On dit TITANE alors qu'il s'agit d'alliages de titane. Il y a plusieurs familles de « TITANE » : Faiblement allié, Fortement allié, Très fortement allié.

 

 

 

 

On classe les familles en fonction de leur cristallisation. A température ambiante, le titane pur possède une structure hexagonale compacte, que l'on nomme la phase alpha. Au-delà de la température de 882°C et jusqu'à la température de fusion (environ 1670°C), la structure du titane pur est cubique centrée, dénommée phase beta. La classification des alliages de titane se fait en fonction de leur structure à froid.


On a ainsi les familles suivantes
 

Les alliages α


Les alliages α sont des alliages 100% α à température ambiante. Ils contiennent principalement des éléments d'addition de type α -gène ou neutre avec une teneur inférieure à 9% pour éviter la formation de la phase fragilisante telle que Ti3Al. Grâce à leur structure quasiment monophasée à température ambiante, ces alliages ont une bonne soudabilité. Ils ont une résistance mécanique moyenne et sont tenaces mais ont une formabilité à froid non évidente. Leurs propriétés mécaniques sont plus faibles que celles des autres catégories d'alliages.
Le titane pur fait partie de cette catégorie. 

Les alliages α+β


Les alliages α + β sont des alliages qui contiennent à la fois de la phase α et de la phase β.

On distingue trois catégories parmi ces alliages :

  • les alliages quasi- α  qui ont peu de phase β stable et qui sont proches des alliages α.De faibles quantités d'éléments β -gènes (environ 2%) sont ajoutées aux alliages monophasés α. D'où la stabilité possible de la phase β. Ceci améliore la forgeabilité à froid de l'alliage.

     
  • les alliages α +β (alliages biphasés) qui contiennent entre 5 et 20% de phase β. Une grande variété de microstructures peut être obtenue pour ces alliages, leur conférant ainsi des propriétés mécaniques variées. Cela dépend des éléments d'addition et de leur quantité, des traitements thermiques ainsi que des vitesses de refroidissement définis.Un des plus connus est l'alliage Ti-6Al-4V, très utilisé dans l'aéronautique, puisqu'il possède un bon rapport résistance mécanique/ductilité. Une microstructure de trempe constituée de la phase martensitique α' (phase hexagonale similaire à la phase α) peut également être observée selon les compostions.

     
  • les alliages β métastables ont une capacité à retenir 100% de la phase β métastable à température ambiante à l'issue d'un traitement thermique de mise en solution, effectué à une température supérieure à la température du transus β, suivi d'une trempe.La phase β métastable se transforme alors en phases α et β stables avec 25 à 35% de phase β. Ces alliages peuvent posséder une résistance mécanique très élevée (au-delà de 1 300MPa), selon la morphologie de la phase α formée lors d'un revenu. Cependant, au-delà de 1300MPa, on observe une ductilité réduite, ce qui limite les applications industrielles.

 

Les alliages β

Les alliages β ne possèdent que de la phase β à température ambiante et sont complètement stabilisés par la présence d'une quantité importante en éléments β-gènes. Ces alliages ont une bonne formabilité à froid et ont une bonne soudabilité.

 


 

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