Choisir entre le niobium, le tantale, le molybdène, le tungstène et le zirconium

Beiyu Titanium fournit du niobium, du tantale, du molybdène, du tungstène et du zirconium sous forme de produits d'usine. Cette page porte sur le choix du métal à spécifier. Les compromis deux à deux se trouvent au niveau inférieur, dans niobium vs tantale et molybdène vs tungstène.

Ce que sont les cinq métaux, avant toute comparaison

Les demandes de prix pour ces métaux arrivent généralement déjà restreintes, et souvent selon le mauvais critère. La densité et le point de fusion sont les deux constantes que les documents des gammes d'approvisionnement de Beiyu Titanium indiquent au niveau du métal, ce qui explique pourquoi elles sont les deux données présentées ici ; les chiffres se rapportent à l'entrée du métal telle qu'imprimée et ne sont pas indiqués pour les nuances individuelles qui la suivent. Tout le reste est défini par la commande.

Métal Densité Point de fusion Nuances dans les gammes d'approvisionnement de Beiyu Titanium
Tungstène 19,25 g/cm³ 3410 °C W1, W2, W-Ni-Fe, W-Mo, W-Cu and W-La
Tantale 16,69 g/cm³ 2996 °C R05200, avec les R05252 contenant du tungstène à Ta-2.5W et R05255 à Ta-10W
Molybdène 10,22 g/cm³ 2610 °C Mo1, Mo2, MoLa and TZM
Niobium 8,57 g/cm³ 2468 °C R04200 and R04210
Zirconium Non publié dans les gammes d'approvisionnement de Beiyu Titanium Non publié dans les gammes d'approvisionnement de Beiyu Titanium R60702 sous ZR702 et R60705 sous ZR705

Les deux cellules vides le sont intentionnellement. Cette page ne contient que les valeurs imprimées dans les documents des gammes d'approvisionnement de Beiyu Titanium, et les entrées relatives au zirconium y indiquent les nuances, les formes et les dimensions sans constantes physiques. Une valeur provenant d'une référence générale ne ferait pas partie de ces valeurs, elle est donc omise plutôt que mélangée aux autres.

L'écart entre le tungstène et le niobium est un problème de manutention, pas une note de bas de page

Le tungstène est à 19,25 g/cm³ contre le niobium à 8,57 g/cm³, de sorte que la même pièce étirée dans les deux métaux diffère de plus d'un facteur deux en masse. Cela détermine l'expédition, le montage sur outillage et la nécessité de rééquilibrer un assemblage, et il convient de le régler avant la discussion sur la nuance plutôt qu'après. Le point de fusion suit la même tendance entre ces deux métaux, le tungstène à 3410 °C et le niobium à 2468 °C, soit une différence d'environ 940 °C. Les deux comparaisons concernent uniquement le tungstène et le niobium, et non l'ensemble du groupe, car la ligne du zirconium ci-dessus ne comporte aucune valeur publiée permettant une comparaison.

Twelve thin tungsten rods laid parallel with their cut ends toward the camera
Tungstène sous forme de tige fine. Image illustrative, pas une photographie de stock.

Les formes dans lesquelles chaque métal est réellement disponible

Un métal n'est candidat que s'il est disponible dans la forme requise par la pièce, et les cinq ne proposent pas les mêmes formes dans les mêmes dimensions. Voici les gammes d'approvisionnement de Beiyu Titanium. Les articles commandés correspondant à ces gammes sont barre et tôle en niobium et tube en niobium, barre et tige en molybdène, barre et tige en tungstène, et barre et fil de zirconium, et plaque et tôle de zirconium.

Métal Barre Tôle ou plaque Fil Tube
Tungstène Ø1,6 mm à 70 mm 1,0 mm à 25 mm d'épaisseur, largeur adaptée à la demande Ø0,1 mm à 1,6 mm Ø80 mm, épaisseur de paroi 3 mm à 5 mm, longueur 3000 mm
Tantale Ø3,0 mm à 100 mm, longueur jusqu'à 3000 mm 0,03 mm à 10 mm d'épaisseur, largeur 30 mm à 1000 mm, longueur 30 mm à 2000 mm Ø0,3 mm à 3,0 mm Ø1,0 mm à 100 mm, longueur jusqu'à 12000 mm
Molybdène Ø3,0 mm à 150 mm, longueur jusqu'à 3000 mm 0,1 mm à 40 mm d'épaisseur, largeur 10 mm à 800 mm, longueur 10 mm à 2000 mm Ø0,1 mm à 6,0 mm Ø10 mm à 80 mm, longueur jusqu'à 3000 mm
Niobium Ø3 mm à 100 mm, longueur 6000 mm 0,03 mm à 10 mm d'épaisseur, largeur 30 mm à 1000 mm, longueur 50 mm à 2000 mm Ø0,3 mm à 3,0 mm Ø2,0 mm à 100 mm, longueur jusqu'à 8000 mm
Zirconium Ø5 mm à 150 mm, longueur jusqu'à 6000 mm Tôle de 0,02 mm à 0,3 mm et de 0,5 mm à 3 mm d'épaisseur ; plaque de 3 mm à 70 mm d'épaisseur, largeur jusqu'à 2500 mm Ø0,5 mm à 6 mm, longueur jusqu'à 6000 mm Diamètre extérieur sans soudure 5 mm à 152 mm ; diamètre extérieur soudé 6,35 mm à 1219 mm

Deux lignes de ce tableau méritent une lecture attentive. Le tube en tungstène est indiqué dans une seule dimension standard, Ø80 mm avec une épaisseur de paroi de 3 mm à 5 mm et une longueur de 3000 mm, plutôt que sous forme de plage, de sorte qu'une exigence de tube en tungstène à un autre diamètre fait l'objet d'une offre plutôt que d'être relevée dans une plage. Et le zirconium est le seul des cinq dont la plage de tubes indiquée dépasse 152 mm, jusqu'à 1219 mm de diamètre extérieur pour les tubes soudés, ce qui place les travaux de tubes soudés de grand diamètre dans la colonne du zirconium.

Three thin tantalum sheets fanned out so their edges are visible
Tantale sous forme de tôle fine. Image illustrative, pas une photographie de stock.

Le zirconium est le seul métal pour lequel la norme suit la forme

Il s'agit d'une différence structurelle à connaître avant de rédiger une commande. Pour le tungstène, le tantale, le molybdène et le niobium, les gammes d'approvisionnement de Beiyu Titanium indiquent les normes une seule fois pour le métal dans son ensemble : ASTM B760 et B777 pour le tungstène, B386 et B387 pour le molybdène, B365, B521 et B708 pour le tantale, et B392, B393 et B394 pour le niobium. Ces entrées couvrent toutes les formes ensemble, aucune n'est donc associée ici spécifiquement à une barre ou à un tube.

Le zirconium est répertorié à l'inverse, avec un document pour chaque forme : ASTM B550 pour les barres, B551 pour les tôles et plaques, B658 et B523 pour tube, B493 pour les pièces forgées, et AWS A5.24 (ASME SFA-5.24) pour le fil. Cette dernière ligne mérite d'être lue deux fois, car l'entrée relative au fil renvoie à autre chose qu'un document ASTM B alors que le reste de la gamme de zirconium ne le fait pas.

Ce qu'une demande doit comporter une fois le métal choisi

Le choix du métal est le premier des cinq champs, et non l'ensemble de la spécification. La nuance avec sa désignation UNS vient ensuite, car R05252 et R05255 sont des tantales différents et R60702 et R60705 sont des zirconiums différents. Viennent ensuite la forme et ses dimensions avec tolérances, la condition de livraison, ainsi que le périmètre de contrôle et de documentation, où sont indiqués EN 10204 3.1 et la traçabilité par numéro de coulée s'ils sont demandés. Beiyu Titanium les examine ensemble, et une demande de prix qui ne mentionne qu'un métal et une quantité se situe au début de cet examen plutôt qu'à sa fin.

Pour voir qui d'autre publie ce matériau et ce que chacun indique, voir Fournisseurs de barres en zirconium : comparaison de cinq pages d'entreprises.

Détails des spécifications avec sources

Chaque valeur de cette page a été relevée ligne par ligne, selon une règle de lecture établie avant de remplir le tableau : une cellule ne comporte un nombre que lorsqu'une source en indique un pour ce métal, et elle précise clairement le cas où il n'y en a pas. C'est pourquoi les cellules de densité et de point de fusion du zirconium indiquent non publié dans les gammes d'approvisionnement de Beiyu Titanium, au lieu de comporter un nombre emprunté à une référence générale.

Les normes ont été lues selon la même règle. Le tungstène, le molybdène, le tantale et le niobium comportent chacun une entrée de normes couvrant le métal et toutes ses formes, cette page les présente donc au niveau du métal. Le zirconium comporte une entrée pour chaque forme, et cette asymétrie est indiquée plutôt que lissée, car l'aplanir donnerait à quatre métaux une précision au niveau de la forme que leurs documents ne fournissent pas.

Sur cette page

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