Titane pur GR1 vs alliage de titane GR5

GR1est du titane pur. Doux, formable, résistant à la corrosion.

GR5est un alliage Ti-6Al-4V. Qualité aérospatiale solide et dure.

Ce sont des matériaux complètement différents.Choisir le mauvais vous coûte de l’argent. GR1 échouera si vous avez besoin d'une résistance élevée. Le GR5 se fissurera si vous essayez de l'emboutir en profondeur.

Ce guide vous aide à choisir celui qui convient à votre application.

GR1 est du titane commercialement pur. Le GR5 est un alliage de titane avec de l'aluminium et du vanadium.

GR5 est environ 3 à 4 fois plus puissant que GR1.

GR1 est environ 2 à 3 fois plus ductile que GR5.

Le GR5 est beaucoup plus fort.

La résistance à la traction GR5 est de 895 MPa minimum. GR1 est de 240 MPa minimum. C'est près de quatre fois plus fort.

Quand choisir GR5 pour la force :

Composants structurels aérospatiaux

Récipients à haute pression

Fixations et boulons

Implants médicaux (GR5 est courant pour les tiges de hanche et les vis à os)

Pièces de course et de performance

Quand la force du GR1 est suffisante :

Tubes d'échangeur de chaleur

Revêtements de réacteurs chimiques

Tuyauterie marine

Substrats anodiques

Pièces embouties

GR1 est beaucoup plus facile à former.

L'allongement GR1 est d'au moins 24 pour cent. L'allongement GR5 est d'au moins 10 pour cent. Le GR1 s’étend plus de deux fois plus loin avant de se fissurer.

Ce que GR1 peut faire et que GR5 ne peut pas :

Emboutissage profond dans les coupelles et les boîtiers

Courbes à rayon serré

Tubes d'échangeur de chaleur coudés en U-

Formes complexes

Tube à paroi mince

Ce que GR5 peut faire (avec difficulté) :

Courbes simples avec grand rayon

Formage à chaud (le GR5 est plus facile à former à température élevée)

Pièces usinées (aucun formage requis)

GR1 a une meilleure résistance à la corrosion dans la plupart des environnements.

GR1 est meilleur pour :

Eau de mer et saumure

Chlorures

Acides réducteurs

Corrosion à haute température

Le GR5 est acceptable pour :

Applications aérospatiales (la corrosion n’est généralement pas la principale préoccupation)

De nombreux milieux chimiques (mais GR1 c'est quand même mieux)

Implants médicaux (le GR5 est couramment utilisé malgré une résistance moindre à la corrosion)

GR5 coûte beaucoup plus cher que GR1.

Attendez-vous à payer 2 à 3 fois plus pour le GR5 que pour le GR1.Pour la même taille et quantité de tube, le GR5 peut être nettement plus cher.

N'achetez pas GR5 si GR1 fonctionne pour votre application.Vous payez pour une force dont vous n’avez pas besoin.

Ni l’un ni l’autre n’est facile. Mais GR5 est plus dur sur les outils.

Le GR1 est gommeux.Il macule si votre outil n'est pas tranchant. Utilisez du carbure tranchant, un débit de liquide de refroidissement élevé et évitez de laisser l'outil frotter.

Le GR5 est dur et abrasif.Cela use les outils plus rapidement. Utilisez des configurations rigides, des outils en carbure et des vitesses inférieures à celles du GR1.

GR1 est plus facile à souder. GR5 nécessite un traitement thermique après-soudage.

Les soudures GR1 sont ductiles une fois-soudées.Aucun traitement thermique nécessaire.

Les soudures GR5 sont fragiles une fois-soudées.La zone de soudure contient de la martensite alpha prime. Vous devez poster-un traitement thermique de soudure pour restaurer la ductilité. Cela signifie que le soudage GR5 est réservé aux ateliers-. Pas de soudure sur le terrain.

GR1 est utilisé pour :

Tubes échangeurs de chaleur en titane Gr1

Revêtements de réacteur en titane Gr1

Substrats d'anode/cathode en titane de grade 1

Anodes MMO en titane Gr1

Titane de qualité médicale 1 (ASTM F67) pour certains implants

Titane Gr1 pour emboutissage profond

Équipement de traitement chimique

Tuyauterie et composants marins

GR5 est utilisé pour :

Pièces de structure aérospatiales (cellules, composants de moteurs)

Fixations haute performance

Implants médicaux (tiges de hanche, vis à os, implants dentaires)

Cadres de vélos de course

Têtes de clubs de golf

Tubes hydrauliques haute pression

Ressorts et récipients sous pression

Seulement si vos exigences en matière de force sont très faibles.

GR1 a un quart de la force de GR5. Si votre pièce a été conçue pour GR5, GR1 échouera probablement sous charge.

Ne remplacez pas GR1 par GR5 dans :

Composants aérospatiaux

Récipients à haute pression

Pièces structurelles porteuses

Attaches ou boulons

Vous pouvez remplacer GR1 par GR5 dans :

Pièces non-structurelles

Composants résistants à la corrosion pour lesquels GR5 était sur-spécifié

Prototypes où la résistance n'est pas critique

Ne remplacez pas GR5 par GR1 dans :

Tubes coudés en U de l'échangeur de chaleur (se fissureront)

Cuvettes ou boîtiers emboutis (se fissureront)

Toute pièce à former (GR5 est trop dur)

Vous pouvez remplacer GR5 par GR1 dans :

Tube droit sans formage

Pièces usinées (pas de pliage ni d'emboutissage)

Applications où une résistance plus élevée est bénéfique

1. Quelle nuance a la meilleure résistance à la corrosion : GR1 ou GR5 ?

GR1 a une meilleure résistance à la corrosion. GR1 est du titane commercialement pur avec un minimum de 99,5 pour cent de titane. GR5 contient de l'aluminium et du vanadium, qui peuvent affecter les performances de corrosion dans certains environnements. Pour l'eau de mer, les chlorures et la plupart des applications de traitement chimique, le GR1 est le meilleur choix.

2. Le GR5 est-il plus fort que le GR1 ?

Oui, le GR5 est bien plus fort. La résistance à la traction GR5 est de 895 MPa minimum. La résistance à la traction GR1 est de 240 MPa minimum. GR5 est près de quatre fois plus puissant que GR1. Si votre application nécessite une résistance élevée, choisissez GR5. Dans le cas contraire, le GR1 est suffisant et coûte moins cher.

3. Puis-je utiliser GR5 pour les pièces d’emboutissage profond ?

Non, GR5 ne peut pas être utilisé pour l'emboutissage profond. L'allongement du GR5 n'est que de 10 pour cent minimum. L'emboutissage profond nécessite au moins 20 pour cent d'allongement. GR1 a un allongement minimum de 24 % et constitue le choix standard pour les pièces embouties. Le GR5 se fissurera si vous essayez de l'emboutir en profondeur.

4. Le GR5 est-il plus cher que le GR1 ?

Oui, le GR5 coûte beaucoup plus cher que le GR1. Attendez-vous à payer 2 à 3 fois plus pour le GR5 que pour le GR1. Le coût plus élevé provient des éléments d’alliage (aluminium et vanadium) et d’un traitement plus complexe. N'achetez pas GR5 si GR1 fonctionne pour votre application.

5. Quelle nuance est la plus facile à souder : GR1 ou GR5 ?

GR1 est plus facile à souder. Les soudures GR1 sont ductiles une fois-soudées et ne nécessitent pas de traitement thermique après-soudage. Les soudures GR5 sont fragiles une fois-soudées et doivent être traitées thermiquement après le soudage pour restaurer la ductilité. GR1 peut être soudé sur le terrain. Le soudage GR5 est limité aux applications en atelier avec capacité de traitement thermique.

6. Puis-je souder GR1 à GR5 ?

Oui, vous pouvez souder GR1 à GR5. Utilisez du métal d'apport ERTi-5 (Ti-6Al-4V). La zone de soudure aura des propriétés comprises entre GR1 et GR5. Un traitement thermique post-soudage est nécessaire car le côté GR5 sera fragile sans celui-ci. Utilisez un blindage à l'argon pur des deux côtés.

7. Quelle est la différence de limite d'élasticité entre GR1 et GR5 ?

La limite d'élasticité GR1 est de 170 à 310 MPa, selon l'état et le traitement. La limite d'élasticité GR5 est de 828 MPa minimum. Le GR5 a une limite d'élasticité environ 3 à 5 fois supérieure. Si votre conception nécessite plus de 310 MPa, GR1 ne fonctionnera pas et vous aurez besoin de GR5.

8. Puis-je utiliser GR1 pour des implants médicaux ?

Oui pour les implants non-porteurs-. ASTM F67 couvre le GR1 de qualité médicale pour les implants chirurgicaux qui ne supportent pas de lourdes charges. Pour les implants porteurs-comme les tiges de hanche et les vis à os, le GR5 (ASTM F136) est utilisé car il est beaucoup plus solide. Les deux sont utilisés dans des applications médicales à des fins différentes.

9. Quelle qualité de machine est la plus simple : GR1 ou GR5 ?

Le GR1 est moins abrasif mais les deux sont difficiles. GR1 est gommeux et le travail-durcit rapidement. Utilisez des outils tranchants en carbure et un débit de liquide de refroidissement élevé. Le GR5 est dur et abrasif, ce qui entraîne une usure accrue des outils. Attendez-vous à une durée de vie plus courte avec GR5. Les deux nécessitent des configurations rigides et des vitesses lentes à modérées.

10. Quelle est la densité du GR1 par rapport au GR5 ?

La densité GR1 est de 4,51 grammes par centimètre cube. La densité GR5 est de 4,43 grammes par centimètre cube. Le GR5 est environ 2 % plus léger que le GR1. La différence est très faible et importe rarement pour la plupart des applications.

11. Puis-je remplacer GR1 par GR5 dans ma conception ?

Seulement si vos exigences en matière de force sont très faibles. GR1 a un quart de la force de GR5. Si votre pièce a été conçue pour GR5, GR1 échouera probablement sous charge. Ne remplacez pas GR1 par GR5 dans les composants aérospatiaux, les récipients à haute pression, les pièces porteuses ou les fixations.

12. Puis-je remplacer GR5 par GR1 dans ma conception ?

Uniquement si votre pièce n'a aucune exigence de formage. GR5 ne peut pas être embouti ou plié à des rayons serrés. Ne remplacez pas GR5 par GR1 dans les tubes coudés en U de l'échangeur de chaleur, les coupelles embouties ou toute pièce nécessitant un formage. GR5 coûte plus cher, vous paierez donc un supplément sans aucun avantage.

13. Quelle est la dureté du GR1 par rapport au GR5 ?

La dureté GR1 est de 120 à 200 HV (Vickers). La dureté GR5 est de 310 à 400 HV. Le GR5 est environ deux fois plus difficile que le GR1. La dureté plus élevée rend le GR5 plus résistant à l'usure mais également plus difficile à usiner et à former.

14. Quelle qualité est la meilleure pour les tubes d'échangeur de chaleur : GR1 ou GR5 ?

GR1 est meilleur pour les tubes d’échangeur de chaleur. Les tubes de l'échangeur de chaleur sont souvent pliés en forme de U-. GR1 a un allongement de 24 pour cent et se plie facilement. Le GR5 n'a qu'un allongement de 10 pour cent et se fissurera au virage. Pour le côté coque (tuyau droit), le GR2 est courant. GR5 n'est jamais nécessaire pour les échangeurs de chaleur.

15. Comment choisir entre GR1 et GR5 pour mon projet ?

Posez-vous trois questions. Tout d’abord, votre pièce a-t-elle besoin d’une résistance élevée supérieure à 300 MPa ? Si oui, pensez au GR5. Deuxièmement, votre pièce nécessite-t-elle un emboutissage profond ou un cintrage à rayon serré ? Si oui, utilisez GR1. Troisièmement, votre budget permet-il une tarification GR5 2 à 3 fois plus élevée ? Si non, utilisez GR1. La plupart des applications industrielles n'ont pas besoin de GR5.