Titane de grade 5 et de grade 23 (ELI) - Ti-6Al-4V - Propriétés, applications et données techniques
Le titane de grade 5 (Ti-6Al-4V) est l'alliage de titane le plus utilisé au monde et représente environ 50 % de la consommation mondiale de titane. Il allie une très haute résistance à un faible poids, une bonne résistance à la corrosion et d'excellentes propriétés mécaniques sur une large plage de températures. Pour les applications exigeant une ténacité, une résistance à la fatigue et une biocompatibilité accrues, on utilise la variante ELI, le titane de grade 23 (Ti-6Al-4V ELI).
Ensemble, les grades 5 et 23 couvrent un très large éventail d'applications dans les secteurs de l'aérospatiale, des technologies médicales, du maritime et de l'offshore, de l'énergie et d'autres applications industrielles de haute performance.
Propriétés
Les grades 5 et 23 du titane sont tous deux des alliages alpha-bêta, où l'aluminium stabilise la phase alpha et le vanadium la phase bêta. La différence réside principalement dans la teneur en éléments interstitiels. La variante ELI (grade 23) présente des teneurs en oxygène et en fer plus faibles, ce qui améliore sa ténacité, sa ductilité et sa résistance à la fatigue.
- Type : Alliage de titane (alpha+bêta)
- Alliage : Ti-6Al-4V / Ti-6Al-4V ELI
- Structure : Alpha+bêta (hexagonale + cubique)
- Désignations : Titane grade 5, Titane Gr5, Titane grade 23, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI, UNS R56400 / R56401, Werkstoffnr 3.7165 / 3.7164
- Normes courantes : ASTM B265, ASTM B348, ASTM B381, ASTM B367, AMS 4911, AMS 4928, AMS 4930, ASTM F136, ISO 5832-3
Différence entre le Grade 5 et le Grade 23 (ELI)
- Grade 5 : Alliage standard pour les applications structurales et industrielles
- Grade 23 (ELI) : Teneur en interstitiels extrêmement faible pour une ténacité et une biocompatibilité améliorées
- Le Grade 23 est souvent utilisé dans les applications médicales et critiques pour la sécurité
Avantages
- Rapport résistance/poids très élevé
- Excellente résistance à la fatigue
- Bonne résistance à la corrosion dans les environnements marins et industriels
- Peut être traité thermiquement pour une résistance mécanique accrue Performances
- Le grade 23 offre une ténacité et une biocompatibilité supérieures
Limitations
- Résistance à la corrosion inférieure à celle des grades de titane commercialement purs dans certains environnements chimiques
- Usinage plus exigeant que celui du titane CP
- Coût du matériau supérieur à celui des grades de titane inférieurs
Applications typiques
Aérospatiale
Composants structuraux, fixations, pièces de moteur et trains d'atterrissage où la légèreté et la haute résistance sont essentielles.
Technologies médicales et implants
Implants, prothèses et instruments chirurgicaux, notamment le grade 23 (ELI).
Marine et offshore
Composants fortement sollicités en milieu marin où la résistance mécanique et la résistance à la corrosion sont primordiales. requis.
Énergie et Industrie
Composants pour turbines, récipients sous pression et pièces de machines de pointe pour environnements d'exploitation exigeants.
Titane Grade 5 - Données techniques (état recuit)
| Limite d'élasticité (0,2 %) : |
830-880 MPa |
| Résistance à la traction : |
900-950 MPa |
| Allongement à la rupture : |
10-14 % |
| Densité : |
4,43 g/cm³ |
| Module d'élasticité : |
110 GPa |
| Conductivité thermique : |
6,7 W/mK |
| Température maximale : |
350 °C |
| Soudabilité : |
Bonne - AWS A5.16 ERTi-5 |
Titane Grade 23 ELI - Données techniques (état recuit)
| Limite d'élasticité (0,2 %) : |
795-860 MPa |
| Résistance à la traction : |
860-930 MPa |
| Allongement à la rupture : |
10-15 % |
| Densité : |
4,43 g/cm3 |
| Module d'élasticité : |
110 GPa |
| Conductivité thermique : |
6,7 W/mK |
| Température maximale : |
350 °C (jusqu'à 400 °C en courte durée) |
| Soudabilité : |
Bonne - AWS A5.16 ERTi-23 |
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