Plaque composite en titane résistant à la corrosion, soudée par explosion, pour échangeurs de chaleur et applications marines

Les plaques composites en titane sont généralement composées de titane pur ou d'alliages de titane liés à d'autres matériaux métalliques ou non métalliques afin de répondre à des exigences techniques et des caractéristiques de performance spécifiques.

Types courants :

Plaque composite titane/titane : formée par le collage de deux plaques d’alliage de titane de qualités différentes ou de titane.

Plaque composite titane/acier : formée par le collage d’une plaque en alliage de titane avec une plaque en acier faiblement allié.

Plaque composite titane/aluminium : formée par le collage d’une plaque en alliage de titane avec une plaque en alliage d’aluminium.

Plaque composite titane/fibre de carbone : formée par le collage d’une plaque en alliage de titane avec un matériau composite en fibre de carbone.

Plaque composite titane/céramique : Formée par le collage d'une plaque en alliage de titane avec un matériau céramique.

1. Collage explosif (compositage explosif) :
Les deux tôles métalliques à assembler sont positionnées parallèlement, à une distance précise les unes des autres.
Une quantité contrôlée d'explosif est placée au-dessus.
La détonation est amorcée à une extrémité.
L'énorme énergie libérée par l'explosion accélère la plaque supérieure (composite, par exemple en titane) vers le bas à grande vitesse.
Cela provoque une collision oblique à grande vitesse avec la plaque de base (par exemple, en acier), créant un écoulement plastique localisé et une liaison métallurgique à l'interface (« comportement de type fluide »).
Il s'agit d'un procédé de soudage à froid à l'état solide. La plaque ainsi assemblée peut ensuite être laminée à chaud jusqu'à l'épaisseur finale souhaitée.

2. Collage par rouleaux :
Méthode de roulage de plaques lourdes :
La plaque de titane et la plaque d'acier sont assemblées de manière encastrée.
Un matériau intermédiaire approprié est placé entre eux.
L'ensemble est scellé sous vide poussé par soudage par faisceau d'électrons sur tout son pourtour.
L'ensemble scellé est chauffé puis soumis à un laminage sous forte pression dans un laminoir à tôles épaisses afin d'atteindre l'épaisseur et la résistance de liaison requises.

Méthode de laminage à chaud continu :
Les deux plaques sont assemblées à l'aide de bandes d'acier insérées le long des bords.
Les bords sont scellés par soudage à l'arc dans l'air.
L'ensemble est ensuite laminé à chaud en continu dans un laminoir tandem jusqu'à l'épaisseur requise avant d'être extrait.

3. Procédé de soudage sous vide + laminage composite :
Les plaques composites titane-acier sont d'abord produites à une épaisseur initiale à l'aide de techniques de soudage sous vide.
Cette plaque est ensuite laminée pour obtenir une plaque composite titane-acier large et mince à l'aide d'un laminoir à plaques de poids moyen à lourd.

● Excellentes propriétés combinées : Intègre les avantages du titane (résistance à la corrosion, rapport résistance/poids élevé, faible densité) avec les propriétés de l'autre matériau (par exemple, la dureté de l'acier, la légèreté et la facilité de mise en œuvre de l'aluminium, la résistance à l'usure et la résistance aux chocs des matériaux composites).

● Forte adhérence interfaciale : Un contrôle précis des paramètres de procédé améliore considérablement l’adhérence entre la couche de titane et le substrat. Par exemple, la formation d’une fine couche continue de TiC (carbure de titane) à l’interface titane/acier peut inhiber la formation de composés intermétalliques Ti-Fe fragiles. L’« effet d’ancrage » qui en résulte renforce encore l’adhérence interfaciale.

Aéronautique : Utilisés dans les composants structuraux d’aéronefs, les pièces de moteurs et les coques de vaisseaux spatiaux. Leur résistance exceptionnelle et leur protection contre la corrosion garantissent un fonctionnement stable des composants aérospatiaux dans des environnements extrêmes.

Industrie chimique : Largement utilisé dans les équipements de traitement chimique, les tuyauteries, les cuves et les réservoirs. Résiste aux conditions extrêmes, notamment aux acides, aux bases, aux hautes températures et aux hautes pressions. Présente une excellente résistance à la corrosion dans les acides oxydants forts, l’acide formique, l’acide acétique, les acides organiques et autres milieux agressifs.

Génie maritime : Matériau idéal pour les structures navales, les plateformes offshore, etc., offrant une résistance à la corrosion et à l’abrasion en milieu marin.

Domaine médical : Utilisé dans la fabrication de prothèses, d’instruments chirurgicaux, de matériel dentaire et d’autres dispositifs médicaux. Ses avantages comprennent la biocompatibilité (non toxique, hypoallergénique) et une haute résistance à la corrosion (ne rouille pas).

Industrie automobile : Utilisé dans la fabrication de composants pour voitures de course et véhicules de transport hautes performances. Améliore la durabilité et la sécurité. Sa conductivité thermique et électrique favorable contribue également à optimiser les performances des composants.