Guide des bandes et feuilles de titane ASTM B265 grade 9 (Ti-3Al-2.5V)

Portée de l'ASTM B265 et ce qu'est réellement le grade 9

ASTM B265 est la spécification pour les bandes, feuilles et plaques de titane et d’alliages de titane. Il s'agit du document correct pour les produits plats-laminés ; il ne couvre pas le fil, qui appartient à l'ASTM B863, ni le tube, qui appartient à l'ASTM B338 et à l'ASTM B861, ni les barres et les pièces forgées, qui appartiennent à l'ASTM B348. La documentation produit qui répertorie « fil B265 » ou « feuille B265 » fait donc référence à tort à la norme, et un bon de commande basé sur ce texte peut aboutir à un matériau qui ne peut pas être certifié comme prévu.

Le grade 9, UNS R56320, est l'alliage Ti-3Al-2,5 V, parfois appelé moitié 6-4 car ses teneurs en aluminium et en vanadium sont environ la moitié de celles de l'alliage de grade 5. Il s'agit d'un alliage alpha-bêta situé entre le titane commercialement pur et le Ti-6Al-4V : plus résistant que le titane pur, beaucoup plus formable et soudable que le grade 5 et considérablement moins cher que l'alliage à plus haute résistance. Cette combinaison explique sa longue expérience dans les tubes hydrauliques, les âmes en nid d'abeille et les composants formés à froid.

Propriétés chimiques et mécaniques nominales

Les éléments résiduels autres que ceux répertoriés sont limités individuellement et globalement, et le certificat de l'usine doit être vérifié par rapport à la norme plutôt que par rapport à un résumé du fournisseur. Le plafond d'oxygène spécifié est nettement inférieur à celui du grade 5, ce qui explique en partie pourquoi le grade 9 tolère si bien la déformation à froid.

Comportement de traitement des bandes, des feuilles et des bobines

Le laminage à froid jusqu'aux épaisseurs de bandes et de feuilles est pratique car l'alliage -durcit plus lentement que le grade 5 ; un recuit entre passes est toujours nécessaire aux réductions élevées.

Le recuit est effectué sous vide ou sous gaz inerte-de haute pureté, généralement dans la plage de 700 à 790 C pour la famille d'alliages, afin que la capture d'oxygène et d'azote-reste conforme aux spécifications.

Le cisaillement, le découpage et la découpe au laser sont tous des travaux, mais le bord coupé doit être dressé avant le formage pour éviter l'apparition de fissures.

Le soudage à l'arc gazeux au tungstène est courant à l'état recuit avec un blindage entièrement inerte, ce qui rend l'alliage adapté aux tubes soudés et aux assemblages fabriqués.

Le retour élastique est important et varie en fonction de l'état, c'est pourquoi l'outillage pour le formage sous presse doit être développé sur des échantillons provenant du lot de production réel.

Les contrôles de manutention sont tout aussi importants que les contrôles de processus : la contamination par le fer provenant des bancs en acier ou des outils usés est une cause fréquente de défauts de surface et de corrosion ultérieure.

Applications typiques de la 9e année

Systèmes hydrauliques et fluides

Cet alliage est un choix classique pour les tubes hydrauliques des systèmes d'avions et d'engins spatiaux, où un bon rapport résistance-/-poids doit être combiné avec une flexion, un évasement et un soudage fiables.

Structures en nid d'abeille et légères

Des feuilles et des bandes minces sont transformées en âmes en nid d'abeilles et en panneaux sandwich, exploitant la formabilité de l'alliage à des épaisseurs très légères ainsi que la rigidité utile du panneau fini.

Soufflets et éléments flexibles

Les soufflets et les éléments d'expansion nécessitent une flexion répétée sans fissuration, et la ductilité de l'alliage recuit convient au formage en profondeur et au soudage dont ces pièces ont besoin.

Matériel médical et électronique

Les boîtiers de batterie et les boucliers électromagnétiques pour les dispositifs implantables actifs, ainsi que les composants d'instruments chirurgicaux, utilisent des bandes lorsqu'une combinaison de résistance et de comportement non magnétique est nécessaire.

Équipements grand public et sportifs

Les cadres de vélos, les manches de clubs de golf et les cadres de raquettes utilisent cet alliage depuis des décennies, principalement en raison de son équilibre entre masse, qualité de conduite et résistance à la fatigue.

Sélection et contrôles de qualité

Trois contrôles détectent la plupart des problèmes sur les laminés plats-grade 9 entrants. Tout d'abord, confirmez que le certificat de l'usine indique la nuance, le numéro UNS, la spécification et l'édition corrects, et que les résultats chimiques et de traction se situent dans les limites. Deuxièmement, confirmez que l'état et l'état indiqués sur le certificat correspondent aux exigences du dessin, car les propriétés mécaniques diffèrent entre le produit recuit et le produit écroui-. Troisièmement, inspectez la surface à la recherche de tartre, de fer incrusté, de rayures profondes et de fissures sur les bords sous un éclairage adéquat avant que le matériau ne soit mis en production. La vérification dimensionnelle de l'épaisseur à travers la bobine est également importante, car les variations de calibre se manifestent plus tard par des défauts de formage.

Idées fausses courantes

Le grade 9 est souvent considéré comme un substitut de qualité inférieure-au Ti-6Al-4V. Il s'agit plutôt d'un compromis technique différent : il sacrifie une résistance maximale en échange d'une soudabilité et d'une formabilité à froid que le Grade 5 ne peut pas offrir. Une autre erreur fréquente consiste à traiter « la moitié de 6-4 » comme un surnom informel uniquement, alors qu'il s'agit d'une description utile de la chimie. Enfin, le grade 9 étant un alliage de titane, certains acheteurs supposent qu’il est insensible aux problèmes d’hydrogène ; les limites en matière d'hydrogène s'appliquent toujours, et le décapage, la protection cathodique ou le soudage contaminé peuvent tous introduire de l'hydrogène qui provoque ensuite des fissures.

FAQ

Q : La norme ASTM B265 couvre-t-elle le fil de titane ?
Le numéro B265 couvre les bandes, les feuilles et les plaques. Le fil de titane est couvert par ASTM B863 et le tube par B338 ou B861.

Q : Quelle est la différence entre le titane de grade 9 et le titane de grade 5 ?
Le grade 9 contient environ 3 pour cent d'aluminium et 2,5 pour cent de vanadium, soit environ la moitié de l'alliage du grade 5, ce qui donne une résistance inférieure avec une bien meilleure formabilité et soudabilité.

Q : Les bandes de grade 9 peuvent-elles être soudées ?
Oui. Il se soude facilement à l'état recuit avec une protection appropriée contre un gaz inerte-, ce qui est l'un de ses principaux avantages par rapport à l'alliage-à plus haute résistance.

Q : Le grade 9 convient-il aux implants médicaux ?
Il est utilisé pour les composants non-implantés et de dispositifs tels que les boîtiers de batterie et les boucliers ; les pièces porteuses implantables-exigent normalement un grade ELI avec des limites interstitielles plus strictes.

Q : Comment les bandes de grade 9 sont-elles recuites ?
Sous vide ou sous atmosphère inerte de haute-pureté, afin que l'absorption d'oxygène et d'azote reste dans les limites des spécifications du laminé plat-.

Q : Que doit indiquer un bon de commande pour un produit plat de grade 9 ?
La spécification et l'édition, la qualité et le numéro UNS, l'état, les dimensions et les tolérances, les exigences de surface et les tests nécessaires, y compris tous les certificats requis avant l'expédition.