Grades 1 à 4 sont des titanes non alliés différenciés par leur teneur en oxygène et en fer. La résistance augmente avec l'oxygène, d'environ 240 MPa de résistance à la traction minimale pour Grade 1 à environ 550 MPa pour Grade 4, tandis que l'aptitude au formage diminue. Grade 2 est la référence industrielle et couvre la plupart des applications chimiques et marines.
Les quatre nuances de titane commercialement pur (CP) présentent un comportement similaire en matière de corrosion, mais diffèrent par leur résistance et leur aptitude au formage. Choisir la mauvaise signifie soit payer pour une résistance dont une pièce n'a pas besoin, soit spécifier une nuance qui ne peut pas être formée ou usinée comme l'exige l'application. Ce guide explique ce qui distingue Grade 1 à Grade 4, quelle nuance convient à quel service, ainsi que la norme et la forme à indiquer sur la commande.
Beiyu Titanium supplies CP titanium in all four grades, Grade 1 through Grade 4, as bar, sheet and plate, tube, and wire. The Grade 1 titanium data sheet carries the UNS R50250 identity for the softest of the four. EN 10204 3.1 documentation and heat or lot traceability are available by order scope; list the required results and identifiers with the CP-grade enquiry.
Lorsque la sélection concerne la fabrication d'implants, celui de Beiyu pôle titane pour implants médicaux distingue les nuances CP ASTM F67 des spécifications d'implants Ti-6Al-4V et du système ISO 5832.
Qu'est-ce qui distingue réellement les nuances CP Grade 1 à Grade 4 ?
Les quatre sont des titanes non alliés. La principale différence de composition réside dans le niveau contrôlé d'oxygène et de fer, qui augmente de Grade 1 à Grade 4 et accroît la résistance tout en réduisant la ductilité. La résistance à la corrosion est globalement similaire pour les quatre, de sorte que le choix de nuance est généralement une décision entre résistance et aptitude au formage, et non une décision liée à la corrosion.
| Nuance | UNS | Oxygène, max. | Résistance à la traction minimale | Limite d'élasticité min | Caractère |
|---|---|---|---|---|---|
| Grade 1 | R50250 | 0.18% | 240 MPa (35 ksi) | 138 MPa (20 ksi) | Le plus tendre, le plus formable |
| Grade 2 | R50400 | 0.25% | 345 MPa (50 ksi) | 275 MPa (40 ksi) | Nuance polyvalente équilibrée |
| Grade 3 | R50550 | 0.35% | 450 MPa (65 ksi) | 380 MPa (55 ksi) | Résistance plus élevée |
| Grade 4 | R50700 | 0.40% | 550 MPa (80 ksi) | 483 MPa (70 ksi) | Nuance CP la plus résistante |
Les valeurs indiquées sont les minima pour les barres et billettes selon ASTM B348; confirmez-les par rapport à la révision en vigueur et à la norme de produit applicable, car les travaux médicaux selon ASTM F67 peuvent différer d'ASTM B348 sur quelques valeurs.
Quelle nuance pour un service en corrosion, et pourquoi Grade 2 est-elle la nuance par défaut ?
Pour le traitement chimique, les applications marines et le dessalement, le pétrole et le gaz, ainsi que la plupart des applications industrielles en corrosion, Grade 2 est la nuance CP par défaut et la plus commandée. Beiyu fournit Grade 2 pour les équipements chimiques et les échangeurs de chaleur, les équipements marins et de dessalement, ainsi que les applications pétrolières et gazières en corrosion. Elle offre l'ensemble des propriétés de résistance à la corrosion des nuances CP avec une résistance suffisante pour les tuyauteries, appareils, composants d'échangeurs de chaleur et pièces structurelles, et elle se soude et se forme bien. Étant donné que le comportement à la corrosion est commun à la famille CP, le passage à une autre nuance que Grade 2 est généralement motivé par un besoin de résistance ou de formage, et non par la corrosion. Consultez nos industrie chimique et ingénierie marine applications.
Pour les demandes de prix axées sur les barres, consultez celle de Beiyu Barre en titane Grade 2 page et le Guide ASTM B348 sur les barres et billettes en titane.
Quand faut-il passer à Grade 1 ou monter à Grade 3 et Grade 4 ?
| Nuance |
|---|
| Grade 1 lorsque le formage est déterminant. Sa ductilité plus élevée et sa résistance plus faible en font le choix pour l'emboutissage profond, le placage explosif et les pièces formées à froid. Beiyu fournit du Grade 1 pour les substrats d'anodes utilisés en électrolyse et en protection cathodique, ainsi que pour les plaques plaquées. |
| Grade 3 lorsqu'une pièce nécessite davantage de résistance que Grade 2 tout en devant rester commercialement pure, courant dans les composants industriels sous pression et à charge plus élevée. |
| Grade 4 lorsque la résistance est la priorité parmi les nuances CP. Il est utilisé lorsque le comportement à la corrosion CP doit être associé à la résistance non alliée la plus élevée, notamment pour les pièces dentaires et orthopédiques ainsi que les raccords industriels exigeants. |
Pour des exemples par forme concernant Grade 1 et les applications poreuses, examinez fil fin en titane et plaque de titane poreuse frittée; confirmez séparément la nuance CP requise de la forme du produit dans la demande de prix.
Si une pièce nécessite plus de résistance que n'en offre toute nuance CP, la spécification abandonne entièrement le titane CP au profit d'un alliage tel que Ti-6Al-4V; pour les implants, cela signifie ASTM F136 ELI plutôt qu'une nuance CP.
Sélection de nuance selon le service, en un coup d'œil
| Application / besoin | Nuance CP typique | Pourquoi |
|---|---|---|
| Chimie, marine, dessalement | Grade 2 | Comportement complet de résistance à la corrosion CP, résistance équilibrée, soudable |
| Formage profond, placage, anodes | Grade 1 | Ductilité et formabilité maximales |
| Industrie à charge plus élevée, pièces sous pression | Grade 3 | Plus de résistance, tout en restant entièrement CP |
| CP à résistance maximale, dentaire/ortho | Grade 4 | Résistance non alliée maximale avec comportement à la corrosion CP |
| Implant médical, CP | Grades 1-4 selon ASTM F67 | Niveau de contrôle des implants chirurgicaux, consultez le guide F67 |
Selon quelle norme et quelle forme commandez-vous ?
La nuance ne représente que la moitié de la commande. Indiquez également la norme de produit et la forme :
| Point de sélection | Ce que le guide indique |
|---|---|
| Barre et billette | ASTM B348. |
| Tôle, bande et plaque | ASTM B265. |
| Tube sans soudure et soudé | ASTM B338. |
| Fil | ASTM B863. |
| Barre CP médicale | ajouter ASTM F67 à la norme de la barre pour le contrôle des implants chirurgicaux, traité dans notre guide sur la spécification des barres CP médicales selon ASTM F67. |
Beiyu fournit du titane CP sous toutes ces formes, afin qu'un projet puisse s'approvisionner en barres, tôles, plaques, tubes et fils dans une même nuance conformément à une même chaîne documentaire.
Pour les applications médicales ou de précision, la taille de grain et les limites d'hydrogène doivent également figurer sur la commande ; ces critères d'acceptation sont traités dans notre guide sur la taille de grain et l'hydrogène dans les barres médicales.
Comment la nuance apparaît-elle sur le certificat ?
La nuance définit les minimums de composition chimique et de caractéristiques mécaniques que l'usine certifie. Si la commande exige EN 10204 3.1, indiquez dans la demande de prix les champs de composition chimique, de résultats mécaniques et de traçabilité par numéro de coulée ou par lot. Indiquer ensemble la nuance, la norme, la forme, les dimensions et toute exigence médicale ou métallurgique permet à l'usine d'établir une offre selon le périmètre d'acceptation prévu.
Questions fréquemment posées
Le titane Grade 2 est-il identique au titane commercialement pur ?
Grade 2 est l'une des quatre nuances de titane commercialement pur, Grades 1 à 4. C'est la plus couramment commandée car elle équilibre résistance, ductilité et comportement à la corrosion, mais Grades 1, 3 et 4 sont également commercialement purs.
Les nuances CP diffèrent-elles en matière de résistance à la corrosion ?
Dans de nombreux environnements industriels, les nuances CP présentent un comportement similaire en service corrosif ; elles diffèrent principalement par leur résistance et leur ductilité, déterminées par la teneur en oxygène et en fer. Le choix de la nuance devrait néanmoins être vérifié en fonction du milieu exact, de la température et de la contrainte de calcul.
Quelle nuance CP est la plus résistante ?
Grade 4, avec une résistance à la traction minimale d'environ 550 MPa (80 ksi), est la nuance commercialement pure la plus résistante, au prix d'une ductilité inférieure à celle des Grades 1 et 2.
Quelle nuance dois-je utiliser pour un implant médical ?
Les pièces d'implant commercialement pures sont spécifiées selon ASTM F67 pour les Grades 1 à 4 ; les implants soumis à des charges plus élevées passent au Ti-6Al-4V ELI selon ASTM F136. Voir les guides de Beiyu sur F67 et F136 .
Comment sont mesurées les valeurs interstitielles qui distinguent ces nuances
Les Grades 1 à 4 se distinguent presque entièrement par l'oxygène, l'azote, le carbone et le fer. Puisque la limite entre les nuances est un nombre, la méthode ayant produit ce nombre fait partie de la base d'acceptation plutôt que de constituer un détail de laboratoire.
| Élément | Références de méthode ASTM B348 | Pourquoi cela importe entre les nuances CP |
|---|---|---|
| Oxygène et azote | ASTM E1409 | L'oxygène est le principal facteur entre Grade 1 et Grade 4, sa base doit donc être indiquée |
| Hydrogène | ASTM E1447 | La limite la plus stricte du groupe, et celle qui est la moins visible en atelier |
| Carbone | ASTM E1941 | Rapportés par combustion plutôt que par une technique non précisée |
| Arrondi des valeurs déclarées | ASTM E29 | Détermine si une valeur interstitielle limite est acceptée ou non |
La désignation d'une méthode établit comment une valeur a été produite. Elle n'ajoute pas un contrôle que la commande n'a pas demandé, et elle ne rend pas interchangeables une analyse de coulée et une analyse ultérieure du produit.
Analyse de coulée et analyse du produit pour une commande de nuance CP
| Analyse | Description | Ce qu'elle ne fait pas |
|---|---|---|
| Analyse de coulée | La base d'acceptation des limites de nuance | Rien de plus ; les limites sont les limites |
| Analyse du produit | Un contrôle ultérieur sur l'article fini, avec sa propre tolérance selon ASTM B348 | Il n'assouplit pas les limites de nuance, et un matériau hors de ces limites ne devient pas acceptable grâce à lui |
Lorsqu'un laboratoire de réception indique une valeur interstitielle légèrement supérieure à une limite de nuance CP, la première question est de savoir quelle analyse est citée et si la pratique d'arrondi prescrite par la norme a été appliquée avant la comparaison.
Détails des spécifications avec sources
Les quatre nuances CP se distinguent principalement par l'oxygène : ASTM B265 limite l'oxygène à 0,18 wt% (Grade 1), 0,25 wt% (Grade 2), 0,35 wt% (Grade 3) et 0,40 wt% (Grade 4). Les limites de fer évoluent avec elles, 0,20 wt% pour Grade 1 contre 0,50 wt% pour Grade 4.
| Nuance | Limite d'oxygène selon ASTM B265 |
|---|---|
| Grade 1 | 0,18 wt% |
| Grade 2 | 0,25 wt% |
| Grade 3 | 0,35 wt% |
| Grade 4 | 0,40 wt% |
La sélection est un compromis entre résistance et aptitude au formage à poids constant : la résistance à la traction ultime minimale passe de 240 MPa (Grade 1) à 550 MPa (Grade 4), tandis que l'allongement minimal diminue de 24 à 15 pour cent (ASTM B265, exigences mécaniques), et la densité reste proche de 4,51 g/cm³ pour les quatre nuances (ASM Handbook, Volume 2).
Demander une offre pour des barres, tôles, tubes ou fils en titane CP
Utiliser le liste de contrôle RFQ titane afin de garantir que la nuance, la norme, la forme, les dimensions, la tolérance, la quantité et le périmètre du certificat sont indiqués ensemble.
Pour établir une offre de titane commercialement pur, Beiyu a besoin de : nuance (CP 1/2/3/4), norme de produit (B348 barre, B265 tôle, B338 tube, plus F67 pour le médical), forme, dimensions et tolérance, état, ainsi que toute exigence relative à la taille de grain ou à l'hydrogène. Envoyez le plan ou la spécification et nous examinons chaque ligne par rapport aux capacités de l'usine avant d'établir une offre, avec MTC EN 10204 3.1 et traçabilité par numéro de coulée selon le périmètre de la commande. Contactez Beiyu Titanium pour une demande de prix.
Ressources Beiyu associées
- Barre en titane Grade 2 | ASTM B348, titane commercialement pur
- Barre en titane ASTM F67 : barre CP de qualité médicale pour usinage
- Taille de grain et hydrogène dans les barres de titane médical
- Matériaux en titane pour l'industrie chimique
- Matériaux en titane pour l'ingénierie marine
Sources de référence
- ASTM B265, Spécification normalisée pour les bandes, tôles et plaques en titane et alliages de titane
- ASTM B348, Spécification standard pour les barres et billettes en titane et alliage de titane
- ASTM F67, Spécification standard pour le titane non allié destiné aux applications d'implants chirurgicaux
- ASM Handbook, Volume 2, Propriétés et sélection : alliages non ferreux et matériaux à usage spécial
- TIMET, Corrosion Resistance of Titanium (manuel technique)