La barre en titane recuite est la fourniture par défaut pour l'usinage et pour la plupart des spécifications médicales et chimiques, car les propriétés se répètent d'un numéro de coulée à l'autre. La barre traitée en solution et vieillie augmente la résistance, généralement jusqu'à environ 1100 MPa en Grade 5 contre environ 895 MPa à l'état recuit, au détriment de la ductilité et de l'usinabilité.
La nuance et la norme indiquent à un fournisseur ce qu' le titane est. Ils n'indiquent pas à l'atelier comment il se comportera au tour ni quelle sera la résistance de la pièce finie : cela est déterminé par état. Deux barres de Ti-6Al-4V identiques réalisées selon la même ligne ASTM B348 peuvent différer de 250 MPa en limite d'élasticité selon uniquement la manière dont elles ont été traitées thermiquement. Omettre « l'état » sur une commande est l'une des façons les plus courantes pour qu'une commande de titane arrive techniquement correcte mais inadaptée au besoin.
État de traitement thermique : recuit ou trempé et vieilli
Pour le Ti-6Al-4V (Grade 5), les deux états que vous préciserez le plus souvent sont recuit et trempé et vieilli (STA).
| Propriété (Ti-6Al-4V typique) | Recuit | Trempé & vieilli (STA) |
|---|---|---|
| Limite d'élasticité | ~828 à 895 MPa (120 à 130 ksi) | ~1100 à 1170 MPa (160 à 170 ksi) |
| Ductilité / ténacité | Supérieur | Inférieur |
| Usinabilité | Plus prévisible, plus collant | Plus dur, plus abrasif pour les outils |
| Soudabilité | Préféré | Possible, mais la réponse au vieillissement change dans la soudure |
| Limite de taille de section | Toute dimension | Limité ; les sections épaisses ne durcissent pas entièrement à cœur |
| Utilisation typique | Structure générale, pièces usinées, ensembles soudés | Raccords haute résistance, éléments de fixation, sections petites/moyennes |
L'état recuit est la solution de référence par défaut : plus ductile, plus tolérant au soudage, et l'état recherché pour la plupart des pièces usinées et fabriquées (voir pourquoi dans l'usinage du Ti-6Al-4V). STA apporte environ 30% de résistance supplémentaire, mais cela se paie en ductilité, en usinabilité et par une limite réelle d'épaisseur de section, la trempabilité de l'alliage signifie qu'une barre de grand diamètre ne vieillira pas uniformément jusqu'au centre. Les nuances commercialement pures (1 à 4) sont monophasées et ne sont pas renforcées de cette manière ; elles sont fournies recuites.
État de surface et état dimensionnel, l'autre moitié de la spécification
« L'état » couvre aussi la manière dont la surface et la dimension de la barre ont été finies. Cela détermine si vous pouvez la monter directement en mandrin et couper, ou si vous devez d'abord la nettoyer et la dresser.
| État de livraison | Ce que le guide indique |
|---|---|
| Brut de forgeage / brut de laminage | de la calamine, une couche enrichie en oxygène couche alpha, tolérance large et surépaisseur d'usinage. Stock le moins cher, préparation la plus poussée. |
| Décapé | calamine et couche alpha éliminées chimiquement ; surface propre, prête à usiner. |
| Tourné / pelé | diamètre nettoyé, calamine éliminée, meilleure circularité. |
| Rectifié sans centre / fini à froid | tolérance de diamètre serrée et surface lisse, pour les pièces usinées proches de la dimension de la barre ou utilisées telles quelles. Plus chère, moins de préparation. |
Ce qu'il faut réellement indiquer sur la commande
| Champ à indiquer | Ce que le guide indique |
|---|---|
| Nuance + norme | p. ex. Ti-6Al-4V, ASTM B348 (ou AMS 4928 pour la spécification des barres aéronautiques). |
| État de traitement thermique | recuit ou STA. Ne le laissez pas vide ; « recuit » en cas de doute. |
| État de surface | décapé, tourné ou rectifié, et si la couche alpha doit être éliminée. |
| Tolérance de diamètre + rectitude | plus serré coûte plus cher ; adaptez-la au procédé d'usinage : usinage sur toute la surface ou quasi-net. |
| Essais | certificat matière avec traçabilité par numéro de coulée, et contrôle ultrasonore si votre spécification l'exige. |
Nous fournissons barre Ti-6Al-4V (Grade 5) et barre AMS 4928 à l'état recuit ou STA, décapée, tournée ou rectifiée selon votre tolérance, avec le certificat matière. Pour le choix de la nuance dans la gamme, voir le guide de comparaison des nuances et le guide ASTM B348 sur les barres; puis envoyez l'état, la surface et la tolérance avec votre Envoyer une demande.
FAQ
Si je ne précise pas d'état, que vais-je recevoir ?
Habituellement recuit en usine avec un état de surface et une tolérance larges ; convient à l'usinage général, mais est peu adapté si vous avez besoin de la résistance STA ou d'une barre rectifiée. Indiquez toujours l'état.
Toute barre en Ti-6Al-4V peut-elle être trempée et vieillie ?
Elle peut être vieillie, mais les sections importantes ne durciront pas uniformément à cœur en raison d'une trempabilité limitée, de sorte que le gain de résistance n'est pas fiable dans une barre épaisse. Le STA est le plus efficace pour les diamètres petits et moyens.
Le titane recuit est-il peu résistant ?
Non. Le Ti-6Al-4V recuit présente toujours une limite d'élasticité d'environ 830 à 895 MPa, comparable à celle de nombreux aciers à haute résistance pour un poids bien inférieur. STA est simplement une option de résistance plus élevée et de ductilité plus faible lorsque vous en avez besoin.
Les nuances commercialement pures existent-elles en STA ?
Non. Le titane CP (Grades 1 à 4) est alpha monophasé et ne peut pas être durci par vieillissement ; il est fourni recuit. Sa résistance est déterminée par la nuance (teneur en oxygène), et non par le traitement thermique.
Détails des spécifications avec sources
Barre Grade 5 recuite selon ASTM B348 doit satisfaire à une résistance ultime à la traction minimale de 895 MPa et à une limite d'élasticité minimale à 0,2% de 828 MPa (ASTM B348, exigences mécaniques). Ces valeurs sont des valeurs plancher pour l'état recuit ; le STA permet d'augmenter sensiblement les propriétés au-delà.
| Exigence relative à la barre Grade 5 recuite | Minimum selon ASTM B348 |
|---|---|
| Résistance à la traction ultime | 895 MPa |
| Limite d'élasticité à 0,2 pour cent | 828 MPa |
Le STA est une option limitée par la taille de section : ASM Handbook, Volume 4 (Traitement thermique du titane et des alliages de titane) situe la limite pratique de durcissement à cœur du Ti-6Al-4V à environ 25 mm (1 in.) d'épaisseur de section, de sorte qu'une barre de grand diamètre ne peut pas développer des propriétés STA complètes au cœur, indépendamment de la pratique du four.
Envoyer une demande de prix technique
Pour les demandes de prix de barre en titane, indiquer la nuance, la norme ASTM ou AMS, le diamètre, l'état, l'état de surface, la tolérance, la quantité et le certificat matière requis.
Sources de référence
- ASTM B348 / B348M, Spécification normalisée pour les barres et billettes en titane et alliages de titane
- AMS 4928, Barres, fil, pièces forgées et anneaux en alliage de titane, 6Al-4V, recuit
- AMS 4967, Barres, fil, pièces forgées et anneaux en alliage de titane, 6Al-4V, mis en solution et vieilli
- ASM Handbook, Volume 4E, Traitement thermique des alliages non ferreux
- ASTM E8 / E8M, Méthodes d'essai normalisées pour les essais de traction des matériaux métalliques