Les matériaux en alliage de titane jouent un rôle crucial dans la fabrication des fixations, car ils sont étroitement liés aux processus de fabrication et aux exigences d'utilisation.
Les processus de fabrication des fixations en alliage de titane englobent trois aspects principaux : la déformation plastique, l'amélioration de la surface et l'usinage. Les techniques de déformation plastique comprennent des processus tels que le rétreint, le rétrécissement et le roulage du filetage. L'amélioration de la surface implique le renforcement de zones telles que les surfaces portantes des boulons- et les régions de transition des tiges. Des techniques d'usinage mécanique telles que le tournage, le fraisage et le meulage sont également utilisées.
Le choix des matériaux en alliage de titane pour les fixations dépend de leurs applications spécifiques et des exigences de performances correspondantes. Par exemple, les rivets nécessitent une grande plasticité en raison de la nécessité de former une ou les deux extrémités lors de l'installation. D'un autre côté, les boulons nécessitent généralement une résistance élevée, comparable à celle de l'acier allié à haute résistance (par exemple 30CrMnSiA), employant donc souvent des alliages de titane à haute résistance.
Les matériaux en alliage de titane pour les fixations peuvent être globalement classés en trois types : le titane pur industriel, les alliages de type ( + )- et les alliages de type -. Le titane pur industriel comprend principalement le TA1 et le TA2. ( + )-les alliages de type englobent TC4, TC6, Ti-662, entre autres. Les alliages de type . -se composent principalement d'alliages de titane de type métastables -, où l'équivalent en molybdène est généralement d'environ 10 %. Les alliages proches de -bêta avec des équivalents en molybdène inférieurs à 10 % présentent des effets de renforcement insuffisants pendant le traitement thermique, tandis que les alliages stables de type -avec des équivalents en molybdène supérieurs à 10 % présentent une stabilité de phase - élevée, ce qui les rend difficiles à décomposer. Par conséquent, les alliages de titane de type - métastables présentent les effets de renforcement les plus prononcés. De plus, les alliages de titane de type - métastables possèdent une excellente formabilité à froid, permettant une frappe à froid sans avoir besoin d'un équipement de chauffage spécialisé ni d'un support de protection contre les gaz. Cela se traduit par une efficacité de production, une utilisation des matériaux, une précision dimensionnelle et une qualité de surface élevées pour les fixations formées. En revanche, les fixations en alliage de titane de type ( + )- ne peuvent être produites que par des processus de frappe à chaud, nécessitant un équipement de chauffage dédié et des fluides gazeux, ce qui entraîne une efficacité de production moindre, une utilisation des matériaux et des problèmes potentiels de non-uniformité de la température.
Pour les rivets en titane pur, la résistance à la traction dépasse généralement 350 MPa, tandis que la résistance au cisaillement varie de 240 à 350 MPa. Les rivets fabriqués à partir d'alliages de type ( + )-sont utilisés dans des états recuits, tandis que ceux fabriqués à partir d'alliages de type -sont utilisés dans des conditions traitées en solution-. Les deux types d'alliage présentent des résistances à la traction similaires de 800 à 950 MPa et des résistances au cisaillement supérieures à 600 MPa.
Les matériaux en alliage de titane pour les boulons, à l'exception du TC4, sont principalement constitués d'alliages de type -métastables, utilisés dans des conditions traitées en solution-et vieillies. À l'exception des alliages TB8, TB9 et Ti-555, qui peuvent atteindre des résistances à la traction supérieures à 1 200 MPa, la plupart des alliages de titane présentent des résistances à la traction autour de 1 100 MPa et des résistances au cisaillement allant de 650 à 700 MPa.
