Cet élément a été découvert en 1789, mais pendant longtemps, il a été considéré comme un matériau peu résistant en raison de ses impuretés et n’a été utilisé nulle part. Le titane pur, découvert en 1925, s’est avéré être un métal très pratique doté de nombreuses propriétés précieuses. Les ingénieurs et les concepteurs ont immédiatement trouvé des applications.

Propriétés du titane

Le titane est doté d’une faible densité, d’une résistance spécifique élevée, d’une très grande résistance à la corrosion et ne perd pas sa solidité à des températures extrêmes. Il est devenu la base de la construction des missiles et de l’aviation moderne. Les alliages de titane, légers et résistants, conservent leurs qualités à des températures allant jusqu'à 500 °C, alors que les alliages d’aluminium ou de magnésium ne sont plus utilisables et que l’acier et les alliages de nickel leur sont inférieurs en termes de résistance spécifique.

En raison de sa résistance à la corrosion, le titane est largement utilisé dans l’industrie chimique. Il convient toutefois de noter qu’il est difficile à souder, car il a tendance à s’oxyder facilement à chaud. Pendant le soudage, il est nécessaire de protéger des gaz atmosphériques non seulement le bord en fusion de la soudure, mais aussi l’ensemble du métal chauffé. De nos jours, le soudage à l’arc sous argon, le soudage par faisceau d'électrons et les méthodes de soudage par résistance sont utilisés avec succès.

Pertinence

Les alliages de titane, comme on le sait, ont été utilisés pour la première fois lors de la création de moteurs à réaction, ce qui a permis de réduire leur masse de 15 à 20%. Les pièces des compresseurs, les pièces des vannes de guidage et diverses fixations sont également fabriquées en titane. Aujourd’hui, le marché peut offrir du titane et des produits en titane à des prix tout à fait décents, alors qu’auparavant les prix des produits en titane étaient extrêmement élevés. Le titane possède une combinaison rare de caractéristiques :

— par rapport à l’aluminium dans les avions conventionnels ;

— en tant que matériau pour les avions supersoniques, par rapport aux alliages chrome-nickel.

Les structures de coque en titane ont donné naissance à des sous-marins uniques. Le titane est le métal qui permet d’alléger tout produit en termes de poids spécifique. Dans l’aviation moderne, les missiles et la construction navale, il est utilisé pour créer des coques, des ailes et des pièces de moteur, ce qui constitue la solution optimale pour remplacer les métaux non fonctionnels dans ces applications.

Vue d’ensemble

Le titane est un métal léger et argenté, élément numéro 22, groupe IV du tableau périodique. Il a été découvert à la fin du 18e siècle par l’Anglais W. Gregor et le chimiste allemand Klaproth. À l'époque, le titane a été surnommé le «métal du futur» en raison de ses caractéristiques extraordinaires. Sa solidité est comparable à celle d’une masse, tout en étant considérablement plus léger que les autres métaux, résistant à la corrosion et aux milieux agressifs, facile à forger et à estamper. Sa résistance à la corrosion est supérieure à celle des alliages de métaux nobles et son faible poids spécifique est comparable à celui de l’aluminium. Le faible fluage du titane est similaire à celui de l’acier inoxydable et sa ductilité est du même niveau que celle du cuivre. Il conserve ses propriétés de -250 °C à l'état rouge de l’acier. Sa résistance spécifique exceptionnelle, sa résistance à l’usure et sa résistance à la chaleur en ont fait un matériau indispensable à la pointe de la science et de la technologie au XXIe siècle.

Caractéristiques physiques du titane

Production

La principale méthode de production du titane est la réduction du _TiCl4 à haute température avec du sodium ou du magnésium. Le titane chaud réagit facilement avec les gaz atmosphériques, c’est pourquoi l’objectif principal de la technologie de production est de minimiser le contact du métal chaud avec _N2, _O2, _H2. Le principal inconvénient de ce procédé est qu’il est coûteux et qu’il consomme beaucoup d'énergie. Dans la science des métaux, les alliages de titane sont classés en fonction de la configuration de leur réseau cristallin: état β (forme cubique), état α (forme hexaédrique) et α+β (état mixte). Les alliages sont divisés en alliages de fonderie et alliages corroyés en fonction de la méthode de traitement.

Note: poids du tube jusqu'à 200 kg

Stockage

Les produits en titane sont stockés dans des entrepôts couverts où ils sont protégés de manière adéquate contre les dommages mécaniques et autres.

Applications

Le titane est utilisé dans la production d’alliages destinés à l’aérospatiale et à la construction de missiles. La légèreté et la résistance à la chaleur du titane lui permettent d'être utilisé dans la fabrication d'équipements thermiques. Il est demandé dans l’industrie cryogénique parce qu’il conserve une ductilité et une résistance élevées dans des conditions de froid extrême. Les alliages de titane sont utilisés dans la production de pièces critiques pour la construction navale, notamment les coques et les hélices des navires sous-marins. Son inertie biologique permet de créer des matériaux structurels destinés à la chirurgie reconstructive et à l’industrie alimentaire et pharmaceutique. L’inertie du titane est importante pour la création d’instruments chirurgicaux et de prothèses en orthopédie et en dentisterie. Le titane est utilisé pour fabriquer des gilets pare-balles et des éléments de design moderne. Malgré son prix élevé, son utilisation est économiquement justifiée par sa légèreté, sa résistance et sa durabilité.

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