Lingot de titane de haute pureté Gr2 pour le forgeage de billettes et l'aérospatiale

Un lingot de titane est un bloc de métal primaire obtenu par fusion de titane spongieux (ou de titane spongieux additionné d'éléments d'alliage). Il constitue le produit de base du titane et de ses alliages, et présente généralement un éclat métallique blanc argenté.

1. Par composition :

Lingot de titane pur industriel : pureté généralement supérieure à 99,8 %. Utilisé comme matière première pour la production d’alliages de titane.

Lingot d'alliage de titane : Produit par alliage de titane pur industriel avec d'autres éléments métalliques. Classé selon les éléments d'alliage :

Lingot d'alliage de titane de type alpha (α)

Lingot d'alliage de titane de type bêta (β)

Lingot d'alliage de titane de type alpha-bêta (α+β)

Lingot d'alliage de titane médical : fabriqué à partir de titane pur industriel de haute pureté et d'éléments d'alliage de qualité médicale. Spécialement conçu pour la production d'instruments et d'implants médicaux.

2. Selon les spécifications : Comprend des lingots carrés, des lingots ronds, des lingots en plaques, etc. Différentes spécifications répondent à diverses exigences de traitement et d'application.

Propriétés physiques :

Densité : environ 4,5 g/cm³. Plus léger que l’acier, le cuivre et l’aluminium, il se caractérise par une résistance élevée et une faible densité.

Résistance à la traction : Peut atteindre 686-1176 MPa.

Point de fusion : Élevé, environ 1660°C.

Conductivité thermique : Faible, environ 1/5 de celle de l'acier et 1/10 de celle de l'aluminium.

Coefficient de dilatation thermique : Faible, environ la moitié de celui de l’acier.

Performances cryogéniques : Excellentes, conserve une bonne ductilité même aux températures de l'azote liquide.

Propriétés chimiques :

Présente une bonne stabilité à température ambiante, résistant à la réaction avec l'O₂, le N₂, etc. atmosphériques.

Réagit avec des gaz comme O₂, N₂, H₂ à des températures élevées.

Relativement stable dans les acides oxydants, neutres et faiblement réducteurs.

Se dissout rapidement dans les acides réducteurs forts comme l'acide fluorhydrique (HF).

À haute température, il présente une forte affinité pour des éléments tels que l'oxygène, l'azote, le carbone et l'hydrogène.

1. Préparation des matières premières :
La principale matière première est le titane spongieux, qui nécessite généralement une pureté supérieure à 99 %.
Des alliages mères (par exemple, Ti-V, Ti-Al-Mg, Ti-Mo-Cr) sont ajoutés pour ajuster la composition et affiner la microstructure.

2. Fusion :
Méthodes industrielles primaires :
Fusion d'électrodes consommables sous vide (ECV) : Le titane spongieux et le revert sont pressés, séchés et mis en forme pour former une électrode à l'aide d'une feuille de titane et d'un creuset en graphite. L'électrode est ensuite fondue dans un four consommable sous vide, souvent en plusieurs étapes, avant d'être coulée dans un moule à lingots.
Fusion à sole froide : les matières premières sont fondues dans une sole en cuivre refroidie à l’eau à l’aide de sources de chaleur à haute température (faisceau d’électrons ou arc plasma). Le métal en fusion se solidifie dans la sole/le creuset. Ce procédé élimine efficacement la phase alpha dure et les inclusions de haute densité, ce qui en fait la méthode privilégiée pour la production de titane « propre » de qualité aérospatiale.

3. Raffinement :
Pour réduire davantage la teneur en impuretés, améliorer l'homogénéité de l'alliage et optimiser les propriétés globales du matériau, les alliages de titane subissent souvent un raffinage.
Méthodes de raffinage primaires : raffinage au creuset froid par faisceau d'électrons (EBCHR), refusion à l'arc sous vide (VAR).

Aérospatial: L'un des matériaux métalliques les plus utilisés.

Structures des aéronefs : Des éléments clés comme les ailes, le fuselage et le train d'atterrissage tirent parti de leur faible densité et de leur grande résistance pour réduire le poids et améliorer le rendement énergétique.

Moteurs aéronautiques : Des composants tels que des pales de compresseur, des disques et des carters, capables de résister à des vitesses de rotation élevées et à des températures élevées.

Dispositifs médicaux : Apprécié pour son excellente biocompatibilité et sa résistance à la corrosion, il est utilisé dans les prothèses de hanche, les valves cardiaques artificielles, les implants dentaires, etc. Ses propriétés mécaniques et sa biocompatibilité avantageuses lui assurent de larges perspectives de marché.

Industrie chimique : Sa résistance exceptionnelle à la corrosion permet une large application dans les équipements de traitement chimique, les tuyaux, les vannes, etc. Résiste à la corrosion par divers acides, alcalis et sels, prolongeant ainsi la durée de vie des équipements et améliorant l'efficacité et la sécurité de la production.

Construction navale : Sa résistance à la corrosion en milieu marin le rend adapté aux structures de coque, aux systèmes de traitement de l'eau de mer, aux hélices, etc., améliorant ainsi la durabilité et la fiabilité des navires et réduisant les coûts d'entretien.

Fabrication automobile : Utilisé pour les composants du moteur, les systèmes de suspension et les éléments de structure de la carrosserie où une résistance et une durabilité élevées sont essentielles. Contribue à la réduction du poids, à l'amélioration du rendement énergétique, à l'optimisation des performances du véhicule et à l'augmentation de la fiabilité et de la durée de vie des composants.