Propriétés mécaniques du titane
1. La résistance à la traction du titane pur est de 265 à 353 MPa et celle des alliages de titane généraux est de 686 à 1 176 MPa, actuellement jusqu'à 1 764 MPa. Les alliages de titane sont aussi résistants que de nombreux aciers, mais la résistance spécifique de l'acier est bien inférieure à celle des alliages de titane.
2. La résistance à la compression du titane et des alliages de titane n’est pas inférieure à sa résistance à la traction. La limite d'élasticité en compression et la limite d'élasticité en traction du titane pur industriel sont à peu près égales, tandis que la résistance à la compression du Ti-6AI-4V et du Ti-5AI-2.5Sn est légèrement supérieure à la résistance à la traction.
3. La résistance au cisaillement est généralement de 60 pour cent à 70 pour cent de la résistance à la traction. La limite d'élasticité en compression des tôles de titane et d'alliages de titane est environ 1,2 à 2,0 fois supérieure à la résistance à la traction.
4. Dans une atmosphère atmosphérique normale, la limite de durabilité du titane et des alliages de titane traités et recuits est de 0,5 à 0,65 résistance à la traction. Lorsqu'il est soumis à 10 millions d'essais de fatigue à l'état entaillé (Kt=3.9), la limite d'endurance du Ti-6AI-4V recuit est de 0,2 fois la limite de traction force.
5. La dureté du titane industriellement pur de la plus haute pureté est généralement inférieure à 120HB (dureté Brinnell), et la dureté des autres titanes industriellement purs est de 200 à 295HB. La dureté des pièces moulées en titane pur est de 200 ~ 220HB. La valeur de dureté de l'alliage de titane à l'état recuit est de 32 ~ 38HRC (Rockwell), ce qui équivaut à 298 ~ 349HB. La dureté du Ti-5Al-2.5Sn et du Ti-6AI-4V tels que moulés est de 320 HB, et la dureté de l'impureté à faible écart Ti{{18} Les moulages }Al-4V sont 310HB.
6. Le module d'élasticité en traction du titane pur industriel est de 105 ~ 109 GPa. Le module d'élasticité en traction de la plupart des alliages de titane à l'état recuit est de 110 à 120 GPa. Les alliages de titane durcis par vieillissement ont un module élastique en traction légèrement supérieur à celui à l'état recuit, et le module élastique en compression est égal ou supérieur au module élastique en traction. Le module d'élasticité spécifique de l'alliage de titane est égal à celui de l'alliage d'aluminium, juste derrière le béryllium, le molybdène et certains alliages à haute température.
7. Le module de torsion ou de cisaillement du titane pur industriel est de 46 GPa et le module de cisaillement de l'alliage de titane est de 43 ~ 51 GPa. Afin d'améliorer la résistance des alliages de titane, l'augmentation de la teneur en espace aura des effets néfastes sur la résistance aux chocs et la ténacité de l'alliage. Selon le type et l'état de l'alliage de titane, la valeur de résistance aux chocs Charpy du titane pur industriel dénaturé est de 15 ~ 54 J/㎡, et elle est d'environ 4 ~ 10 J/㎡ à l'état de coulée. La résistance aux chocs de l'alliage de titane à l'état recuit est de 13 ~ 25,8 J/㎡, et celle à l'état vieilli est légèrement inférieure. La résistance aux chocs Charpy V-notch de Ti-5AI-2.5Sn à l'état coulé est de 10J/㎡, et celle de Ti-6AI-4V est de 20~ 23J/㎡. Plus la teneur en oxygène des alliages de titane est faible, plus cette valeur est élevée.
8. De nombreux alliages de titane ont une ténacité élevée, ou en d’autres termes, les alliages de titane ont une bonne résistance à la propagation des fissures. Le Ti-6AI-4V recuit est un matériau doté d'une excellente ténacité. Lorsque le coefficient de concentration d'entaille Kt=25,4 mm, le rapport entre la résistance à la traction entaillée et la résistance à la traction non entaillée est supérieur à 1.
9. Les alliages de titane peuvent conserver certaines propriétés à haute température. Généralement, les alliages de titane industriels peuvent conserver leurs propriétés à une température de 540 degrés, mais ils ne peuvent être utilisés que pendant une courte période. La plage de température suffisante pendant une longue période est de 450 à 480 degrés. Les alliages de titane ont été développés pour être utilisés à des températures de 600 degrés. En tant que matériau de missile, l'alliage de titane peut être utilisé à une température de 540 degrés pendant une longue période et à une température de 760 degrés pendant une courte période.
10. Le titane et les alliages de titane peuvent toujours conserver leurs propriétés mécaniques d'origine à des températures basses et ultra-basses. À mesure que la température diminue, la résistance du titane et des alliages de titane continue d'augmenter, tandis que la ductilité se détériore progressivement. De nombreux alliages de titane recuits ont également une ductilité et une ténacité suffisantes à -195,5 degrés. Ti-5AI-2.5Sn, qui contient des éléments interstitiels extrêmement faibles, peut être utilisé à -252,7 degrés. Le rapport entre sa résistance à la traction entaillée et sa résistance à la traction non entaillée est de 0,95 à 1,15 à -25,7 degrés.
L'oxygène liquide, l'hydrogène liquide et le fluor liquide sont des propulseurs importants dans les missiles et les appareils spatiaux. Les propriétés à basse température des matériaux utilisés pour fabriquer les conteneurs de gaz cryogéniques et les pièces structurelles cryogéniques sont très importantes. Lorsque la microstructure est équiaxe et que la teneur en éléments interstitiels (oxygène, hélium, hydrogène, etc.) est très faible, la ductilité des alliages de titane est encore supérieure à 5 pour cent. La plupart des alliages de titane ont une mauvaise ductilité à -252,7 degrés, tandis que l'allongement du Ti-6AI-4V atteint 12 %.
Le contenu ci-dessus est reproduit à partir de Titanium House
