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Pièces mécaniques soudées - Dimensionnement des assemblages sous chargement statiqueArticle de référence | Réf : BM5195 v1
Auteur(s) : Alain MICHEL
Date de publication : 10 janv. 2021
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4.1 Caractéristiques physiques du titane et zirconium non allié
À l’état recristallisé, les caractéristiques physiques du titane et du zirconium de haute pureté, qui sont deux éléments chimiques disposés dans la même colonne du tableau périodique, sont voisines et regroupées dans le tableau 4.
Ti et Zr présentent une forte réactivité vis-à-vis des gaz atmosphériques. L’oxygène, en particulier, forme aux températures voisines de l’ambiante, un film mince et uniforme (TiO2, ZrO2), qui donne lieu à une passivation de la surface. Avec l’élévation de température, le film se colore et s’épaissit (300 °C environ). Au-delà de 500°C, la couche d’oxyde épaisse devient poreuse, friable et s’accompagne d’une diffusion d’oxygène dont la solubilité dans la phase α sous-jacente est très élevée. La contamination produit un durcissement et une perte de ductilité de la matrice qui ne sont pas réversibles. L’azote donne lieu à une nitruration qui se produit de façon analogue à plus haute température et avec une plus faible vitesse de diffusion.
De son côté, l’hydrogène diffuse dès l’ambiante dans la phase α et forme un hydrure accompagné d’un gonflement, mais le phénomène est ici réversible par dégazage sous vide à température. La tenue à la corrosion du Ti et Zr est excellente dans les milieux marins, ainsi que vis-à-vis de la plupart des acides minéraux et des solutions chlorurées.
Le comportement mécanique du Ti et Zr non allié étant conditionné par la présence d’impuretés (O2, N2, C), diverses nuances de ces métaux sont disponibles et correspondent à des teneurs différentes principalement en O2.
L’existence d’une transformation allotropique sur chacun des deux métaux permet une diversité de mécanismes de durcissement des alliages, qui font l’objet d’un classement basé sur la(les) phase(s) observable(s) à l’équilibre à l’ambiante. Dans le cas du Ti, le durcissement des alliages confère un indice de performance pondéral en traction (ξ = N/Aδ = fy /δ) élevé (voir nota), en raison de leur densité...
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FONCTIONS ET COMPOSANTS MÉCANIQUES
(1) - * - NF EN ISO 4063. – Février 2011. Soudage et techniques connexes – Nomenclature et numérotation des procédés.
(2) - * - NF EN ISO 1071. – Février 2016. Produits consommables pour le soudage – Électrodes enrobées, baguettes et fils fourrés pour le soudage par fusion de la fonte – classification.
(3) - * - EN ISO 6947. – Octobre 2019. Soudage et technique connexes – Positions de soudure.
(4) - * - NF EN ISO 2560. – Décembre 2009. Produits consommables pour le soudage – Électrodes enrobées pour le soudage manuel à l’arc des aciers non alliés et des aciers à grains fins – Classification.
(5) - LAPLANCHE (H.) - Les fontes et leurs traitements thermiques – Métallurgie structurale. - PYC Edition, Paris (1975).
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Tuyaux et raccords en fonte, leurs assemblages et accessoires destinés à l’évacuation des eaux, des bâtiments – Prescriptions, méthodes d'essais et assurance qualité. - NF EN 877 - Novembre 1999
Fonderie – Fontes à graphite lamellaire. - NF EN 1561 - Décembre 2011
Fonderie – Fontes malléables. - NF EN 1562 - Mars 2019
Fonderie – Fontes à graphite sphéroïdal. - NF EN 1563 - Août 2018
Fonderie – Fontes ausferritiques à graphite sphéroïdal. - NF EN 1564 - Décembre 2011
Fonderie – Fontes austénitiques. - NF EN 13835 - Mars 2012
Fonderie – Fontes à graphite vermiculaire (compacté). - NF EN 16079 - Janvier 2012
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