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RÉSUMÉ
Les compositions chimiques et les morphologies de microstructure du titane, et de ses alliages, sont extrêmement variées. Il en découle un grand nombre de propriétés, résistance à la corrosion, à l’érosion et au feu, biocompatibilité, mais aussi des performances mécaniques excellentes, comparables à celles de l’acier, parmi elles la ductilité, la résistance, et la ténacité. Le développement des applications en aéronautique, aérospatial et chimique s’explique également par la précision, la légèreté et la souplesse des pièces mises en forme.
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The chemical compositions and microstructural morphologies of titanium and its alloys are extremely varied. They thus present a large variety of properties such as resistance to corrosion, erosion and fire, biocompatibility, as well as excellent mechanical performances, comparable to those of steel, including ductility, resistance, and toughness. The development of their applications in aeronautics, aerospace and the chemical sector is justified by the precision, lightness and flexibility of the formed parts.
Auteur(s)
-
Yves COMBRES : Ingénieur civil des Mines - Docteur en science et génie des matériaux - Ingénieur de recherche à CEZUS
INTRODUCTION
Ce n’est qu’en 1790 que l’élément titane (Ti dans la classification périodique des éléments) a été découvert par le moine anglais Gregor. Cependant, sa métallurgie extractive étant très difficile, il a fallu attendre les années 1940 pour que des solutions exploitables industriellement soient établies. La généralisation du procédé d’extraction du Ti pur par la méthode Kroll a permis un démarrage de l’industrie du titane vers 1950.
On peut schématiquement séparer les propriétés du titane et de ses alliages en deux classes :
-
celle conditionnée par la nature de sa surface : la résistance à la corrosion est en effet excellente et, associée à une bonne souplesse de mise en œuvre, elle permet une utilisation croissante dans l’industrie chimique notamment ;
-
celle des propriétés mécaniques qui sont élevées et d’un niveau comparable aux aciers ; comme la densité est en revanche plus faible, les alliages de titane sont des matériaux de choix dans l’aéronautique en particulier.
Ce sont ces deux classes qui vont induire les applications présentées au paragraphe 5.
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Classification des alliages de titane
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6. Conclusion
Les propriétés du titane et des alliages de titane sont extrêmement variées. Cela est dû au nombre élevé de compositions chimiques et de morphologies de microstructure. Il faut non seulement retenir la résistance à la corrosion, souvent associée à la résistance à l’érosion et au feu, et la biocompatibilité, mais aussi les excellentes propriétés mécaniques (résistance, ductilité, ténacité, fatigue, fluage...) qui permettent de concevoir des pièces plus fines et légères.
Les alliages de titane se mettent en œuvre par les procédés classiques de mise en forme et de traitement thermiques. Ils nécessitent quelques précautions pendant la finition (décapage, usinage, soudage...).
Cet éventail attractif de propriétés explique le développement des applications dans les domaines aéronautique, aérospatial et chimique. Cependant, de plus en plus, on en trouve pour des applications courantes, car l’ingénieur devient plus familier avec cette classe de matériaux.
En guise de point final, on pourrait citer le sénateur américain John Glenn (un des premiers cosmonautes de la NASA et passager de la navette spatiale américaine en octobre 1998) :
« ... Peu de matériaux ont autant de potentiel à une dynamique de croissance dans les années 1990, et au-delà, que le titane... »
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DONACHE (M.J. Jr Ed.) - ASM international - Titanium : A technical Guide (1988).
-
(2) - Proceedings 4th World conference on Titanium - 4 volumes. Kimura & Izumi Eds, AIME (1980).
-
(3) - Proceedings 5th World conference on Titanium - 4 volumes. Lüetjering et al. Eds, DGM (1985).
-
(4) - Proceedings 6th World conference on Titanium - 4 volumes. Lacombe et al. Eds, Éditions de CNRS (1989).
-
(5) - Proceedings 7th World conference on Titanium - 4 volumes. Froes & Caplan Eds, TMS (1994).
-
(6) - Proceedings 8th World conference on Titanium - 3 volumes. Blenkinsop et al. Eds, The Institute of metals (1996).
-
...
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