Les alliages de titane offrent plusieurs avantages, notamment leur légèreté, leur haute résistance, leur résistance à la corrosion, leurs excellentes performances à basse température et leur réactivité chimique élevée. De plus, ils possèdent une bonne résistance à la fatigue, une bonne résistance aux fissures, une résistance thermique élevée, une biocompatibilité, une bonne conductivité thermique et des propriétés non magnétiques. Différentes combinaisons d'alliages de titane peuvent répondre à diverses exigences d'application, conduisant à leur utilisation généralisée dans les industries aérospatiale, automobile, médicale, chimique et autres.
Avantages de performance des alliages de titane :
Résistance exceptionnelle
Les alliages de titane ont une densité d'environ 4,5 g/cm3, soit seulement 60 % de l'acier. Le titane pur possède une résistance comparable à celle de l'acier ordinaire, tandis que certains alliages de titane à haute résistance dépassent la résistance de nombreuses tôles d'acier de construction alliées. Par conséquent, les alliages de titane présentent une résistance spécifique élevée (rapport résistance/densité), ce qui les rend idéaux pour les pièces légères présentant une résistance unitaire, une rigidité et une durabilité élevées. Ces alliages trouvent des applications dans les composants de moteurs, les squelettes, les revêtements, les fixations et les trains d'atterrissage.
Résistance thermique supérieure
Les alliages de titane peuvent résister à des températures plus élevées que les alliages d'aluminium, conservant ainsi leur résistance même à des températures élevées. Certains alliages de titane peuvent fonctionner pendant des périodes prolongées à des températures allant de 450-500 degrés, présentant une résistance spécifique élevée dans la plage de températures de 150 degrés -500 degrés. En revanche, les alliages d'aluminium subissent une réduction significative de leur résistance spécifique à 150 degrés. Avec une température de fonctionnement maximale de 500 degrés, les alliages de titane surpassent les alliages d'aluminium, qui ont une limite inférieure à 200 degrés.
Excellente résistance à la corrosion
Lorsqu'ils fonctionnent dans des atmosphères humides ou dans des environnements d'eau de mer, les alliages de titane présentent une résistance à la corrosion supérieure à celle de l'acier inoxydable. Ils démontrent une résistance remarquable à la corrosion par piqûre, à la corrosion acide et à la corrosion sous contrainte. Les alliages de titane présentent également une excellente résistance aux alcalis, aux chlorures, aux substances organiques chlorées, à l'acide nitrique et à l'acide sulfurique. Cependant, ils ont une résistance limitée aux agents réducteurs, à l’oxygène et aux sels de chrome.
Performances impressionnantes à basse température
Les alliages de titane conservent leurs caractéristiques mécaniques à des températures extrêmement basses et ultra basses. Certains alliages de titane, tels que le TA7, présentent de bonnes performances à basse température et maintiennent un certain niveau de plasticité au degré -253. Ainsi, les alliages de titane sont des matériaux structurels essentiels pour les applications dans des environnements à basse température.
Réactivité chimique élevée
Le titane possède une activité chimique importante, subissant facilement des réactions chimiques avec des éléments tels que l'oxygène, l'azote, l'hydrogène, le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone, la vapeur d'eau et l'ammoniac. Par exemple, les alliages de titane dont la teneur en carbone dépasse {{0}},2 % forment du carbure de titane dur (TiC). À des températures plus élevées, le titane réagit avec l’azote pour former une couche superficielle dure de nitrure de titane (TiN). Le titane absorbe l'oxygène à des températures supérieures à 600 degrés, formant une couche durcissante de haute dureté. L'augmentation de la teneur en hydrogène conduit à la formation d'une couche de fragilisation. Les gaz absorbés peuvent créer une couche superficielle dure et cassante d'une profondeur de 0,1-0,15 mm, entraînant une friction, une adhérence et une usure accrues sur les surfaces en contact.
Faible conductivité thermique et module élastique
Les alliages de titane présentent une conductivité thermique inférieure à celle du nickel, du fer et de l'aluminium. La conductivité thermique des produits en alliage de titane est d'environ 1/4 de nickel, 1/5 de fer et 1/14 d'aluminium. De plus, la conductivité thermique de divers alliages de titane est environ 50 % inférieure à celle du titane pur. Le module élastique des alliages de titane est environ la moitié de celui de l'acier, ce qui entraîne une rigidité moindre. Par conséquent, les alliages de titane sont sensibles à la déformation et ne conviennent pas à la production de tiges minces ou de pièces à parois minces. Pendant les processus de coupe, les alliages de titane présentent un volume de rebond de surface plus élevé que l'acier inoxydable, ce qui entraîne une friction, une adhérence et une usure accrues de la surface de l'outil.
