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Propriétés, économie et ressources de l’or

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Propriétés du titane et de ses alliages

Auteur(s) : Yves COMBRES

Date de publication : 10 mars 2010

Relu et validé le 10 janv. 2022

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Titane et alliages - Des matériaux de choix pour les applications médicales

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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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ABSTRACT

Properties of titanium and its alloys

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.

Nota : on se reportera utilement à l’article [M 2 355] à consulter dans le Pour en savoir plus.

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - DONACHE (M.J. Jr Ed.) - ASM international - Titanium : A technical Guide (1988).
(2) - Proceedings 4^th World conference on Titanium - 4 volumes. Kimura & Izumi Eds, AIME (1980).
(3) - Proceedings 5^th World conference on Titanium - 4 volumes. Lüetjering et al. Eds, DGM (1985).
(4) - Proceedings 6^th World conference on Titanium - 4 volumes. Lacombe et al. Eds, Éditions de CNRS (1989).
(5) - Proceedings 7^th World conference on Titanium - 4 volumes. Froes & Caplan Eds, TMS (1994).
(6) - Proceedings 8^th World conference on Titanium - 3 volumes. Blenkinsop et al. Eds, The Institute of metals (1996).
...

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - CLASSIFICATION DES ALLIAGES DE TITANE

1.1 - Transformation allotropique
1.2 - Effet des éléments d’addition
1.3 - Diverses morphologies
1.4 - Propriétés physiques du titane et de ses alliages

2 - PROPRIÉTÉS INDUITES PAR LA NATURE DE LA SURFACE

2.1 - Nature de la surface du titane et de ses alliages
2.2 - Corrosion
2.3 - Érosion
2.4 - Biocompatibilité
2.5 - Usure et grippage
2.6 - Résistance au feu
2.7 - Pyrophoricité
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3 - PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES

3.1 - Influence des éléments d'addition
3.2 - Influence de la morphologie de microstructure
3.3 - Propriétés en traction
3.4 - Résistance à la propagation des fissures
3.5 - Propriétés en fatigue
3.6 - Résistance au fluage
3.7 - Amélioration des propriétés par association du titane avec des renforts
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