Composition chimique du titane de grade 2 et de grade 5
Le grade 5 contient 6 % d’aluminium et 4 % de vanadium. Le grade 2 ne contient ni l’un ni l’autre. Ces éléments d'alliage confèrent au grade 5 sa fameuse résistance, mais ils le rendent également moins résistant à la corrosion- et beaucoup plus difficile à fabriquer.
| Élément (% en poids) | Catégorie 2 (UNS R50400) | Niveau 5 (UNS R56400) | Pourquoi c'est important |
|---|---|---|---|
| Titane (Ti) | Équilibre | Équilibre | Métal de base pour les deux. |
| Aluminium (Al) | Aucun | 5.5 - 6.75 | Ajouté pour la force. Réduit la ductilité. |
| Vanadium (V) | Aucun | 3.5 - 4.5 | Ajouté pour la force. Nuire à la résistance à la corrosion. |
| Oxygène (O), max. | 0.25 | 0.20 | Les deux contrôlent l’oxygène pour la force. |
| Fer (Fe), maximum | 0.30 | 0.40 | Limites similaires. |
| Carbone (C), maximum | 0.08 | 0.08 | Même. |
| Hydrogène (H), max | 0.015 | 0.015 | Critique pour les deux. |
Le grade 5 est un alliage structurel. Le grade 2 est un alliage résistant à la corrosion-. Ils sont conçus à des fins complètement différentes.
Dans quelle mesure la 5e année est-elle plus forte ?
Le grade 5 est environ 3 fois plus résistant que le grade 2. Sa limite d'élasticité minimale est de 825 MPa, contre 275 MPa pour le grade 2. Mais voici le point critique : les échangeurs de chaleur n'ont pas besoin d'autant de résistance.
| Propriété | 2e année | 5e année | Impact sur l'ingénierie |
|---|---|---|---|
| Résistance à la traction (min) | 345 MPa | 895 MPa | Le niveau 5 est presque 3 fois plus fort. |
| Limite d'élasticité (min) | 275 MPa | 825 MPa | Le grade 5 peut supporter des pressions extrêmes. |
| Allongement (min) | 20% | 10% | Le grade 2 est beaucoup plus ductile. |
| Dureté (HV) | ~160-200 | ~330-380 | La 5e année est beaucoup plus difficile. |
| Densité (g/cm³) | 4.51 | 4.43 | Similaire. |
| Module élastique (GPa) | ~105 | ~110 | Similaire. |
Un échangeur de chaleur classique à calandre-et-à tubes fonctionne entre 1 et 5 MPa. Le grade 2 gère ces pressions avec une marge de sécurité confortable. La limite d'élasticité de 825 MPa du Grade 5 est exagérée.
Quelle qualité dure plus longtemps dans l’eau de mer ?
Le grade 2 surpasse le grade 5 dans l’eau de mer et dans la plupart des environnements chimiques. L'aluminium et le vanadium de grade 5 réduisent en fait sa résistance à la corrosion par rapport au titane commercialement pur.
Le grade 2 forme un film d'oxyde protecteur stable (TiO₂) sur sa surface immédiatement après exposition à l'air ou à l'eau. Ce film est auto-cicatrisant-et très résistant aux chlorures. Le grade 5 forme également un film d'oxyde, mais la teneur en aluminium et en vanadium le rend moins stable dans certains environnements.
| Environnement | 2e année | 5e année | Recommandation |
|---|---|---|---|
| Eau de mer (toutes températures) | Excellent | Bien | Grade 2. Plus résistant aux piqûres. |
| Eau saumâtre | Excellent | Bien | 2e année. |
| Chlorures | Excellent | Bien | Le grade 2 est le choix qui a fait ses preuves. |
| Acides oxydants | Excellent | Bien | La 2e année obtient de meilleurs résultats. |
| Acides réducteurs | Pauvre | Pauvre | Ni l’un ni l’autre n’est bon. Utilisez la 7e année. |
| Risque de fragilisation par l’hydrogène | Faible | Plus haut | Le grade 5 est plus sensible. |
Ce que cela signifie en pratique :Dans les systèmes de refroidissement à l’eau de mer, le grade 2 est la norme industrielle. On sait que le grade 5 souffre de piqûres et de fissurations par corrosion sous contrainte en service de chlorure.L'utilisation du grade 5 dans un échangeur de chaleur à eau de mer constitue une dégradation des performances de corrosion - et non une amélioration.
Quelle classe est-elle la plus facile à rejoindre ?
Le grade 2 est nettement plus facile à souder que le grade 5. Le grade 5 nécessite un préchauffage, un traitement thermique après-soudage et un blindage soigneux pour éviter les fissures. Le grade 2 peut être soudé avec des procédures TIG standard et ne nécessite pas de traitement thermique.
| Aspect Soudage | 2e année | 5e année | Ce que cela signifie |
|---|---|---|---|
| Gaz de protection | Argon | Argon | Les deux ont besoin de gaz inerte. |
| Préchauffage | Non requis | Obligatoire (200-400 degrés) | La 5e année ajoute du temps de configuration. |
| Traitement thermique après-soudure | Non requis | Obligatoire (soulagement du stress) | La 5e année ajoute du temps de traitement. |
| Risque de fissuration | Faible | Haut | Le grade 5 est sujet aux fissures à chaud. |
| Métal d'apport | ERTi-2 | ERTi-5 | Le mastic de grade 5 est plus cher. |
| Niveau de compétence requis | Standard | Avancé | Le niveau 5 a besoin de soudeurs spécialisés. |
Pour un échangeur de chaleur typique comportant des centaines de tubes, le soudage constitue un facteur de coût majeur.Les tubes de grade 2 peuvent être soudés rapidement avec des procédures standard. Les tubes de grade 5 nécessitent des procédures spécialisées, des niveaux de compétence plus élevés et un traitement post-soudage. La différence de coût de main d’œuvre est substantielle.
Quelle est la différence de prix ?
Le grade 5 coûte 50 à 100 % plus cher que le grade 2, auquel s'ajoutent des coûts de fabrication nettement plus élevés en raison des difficultés de soudage et de formage.
| Facteur de coût | 2e année | 5e année |
|---|---|---|
| Coût du matériau de base | Référence | 50 à 100 % plus élevé |
| Éléments en alliage | Aucun | Aluminium + Vanadium (coût supplémentaire) |
| Disponibilité des stocks | Largement disponible | Limité pour les formes de tube |
| Délai de mise en œuvre | 2-4 semaines | 6-10 semaines |
| Coût de soudage | Standard | Supérieur (procédures spéciales) |
| Taux de rebut en pliage | Faible | Haut |
| Quantité minimale de commande | Faible | Plus haut |
Lequel choisir : 2e année ou 5e année ?
| État de fonctionnement | Qualité recommandée | |
|---|---|---|
| Système de refroidissement à l'eau de mer | 2e année | Meilleure résistance à la corrosion, fabrication plus facile, coût réduit. |
| Condenseur de centrale électrique | 2e année | Norme industrielle. Éprouvé dans des milliers d'installations. |
| Échangeur de chaleur de dessalement | 2e année | Le grade 2 gère l’eau de mer. La 5e année n’ajoute aucune valeur. |
| Traitement chimique (oxydant) | 2e année | Meilleure résistance à la corrosion que le grade 5. |
| Composant structurel à haute-pression | 5e année | C’est à cela que sert la 5e année. |
| Cellule aérospatiale | 5e année | C’est là qu’appartient la 5e année. |
| Implant médical | 5e année | Bio-compatible, haute résistance. |
| Échangeur de chaleur, tout type | 2e année | N'utilisez pas le grade 5 pour les équipements de transfert de chaleur. |
| Faisceau de tubes coudés en U- | 2e année | Fissures de grade 5 lors du pliage. |
| Budget serré ou calendrier serré | 2e année | Coûte moins cher, expédition plus rapide, plus facile à fabriquer. |
Le niveau 2 est destiné aux échangeurs de chaleur et au service de corrosion. Le grade 5 est destiné aux applications structurelles nécessitant une résistance extrême.
Équipement clé dans notre établissement
| Équipement | Fonction | Impact sur la qualité |
|---|---|---|
| Four de refusion à l'arc sous vide (VAR) | Produit des lingots de titane de haute-pureté | Chimie cohérente pour la 2e année. |
| Presse d'extrusion à chaud | Forme des billettes dans des creux de tubes | Structure granulaire uniforme. |
| Laminoir à froid | Réduit l'épaisseur de la paroi avec précision | Tolérances dimensionnelles serrées. |
| Banc d'étirage à froid | Finitions OD et qualité de surface | Surface lisse et sans défaut-. |
| Four de recuit brillant | Traitement thermique à atmosphère-contrôlée | Tubes entièrement recuits et sans contrainte-. |
| Machine à lisser | Corrige la courbure et la torsion du tube | Conforme à la rectitude Inférieure ou égale à 1,5 mm/m. |
| Machine de découpe CNC | Coupe de longueur précise | Prend en charge les longueurs personnalisées. |
| U-Machine à cintrer | Pliage à froid de précision | Rayon cohérent selon les dessins. |
Tests et inspections
| Essais/Inspections | Méthode | Ce que nous vérifions |
|---|---|---|
| Composition chimique | Spectrographique / PMI | Vérifiez la conformité UNS R50400. |
| Essais de traction | Destructeur | Limite d'élasticité, traction, allongement. |
| Test par courants de Foucault (ECT) | CND, 100 % | Défauts de surface et proches-de la surface. |
| Tests par ultrasons (UT) | CND (facultatif) | Défauts internes. |
| Essais hydrostatiques | Pression de l'eau | Étanchéité-aux fuites. |
| Test d'aplatissement | Mécanique | Ductilité et qualité des soudures. |
| Essai de torchage | Mécanique | Capacité d’expansion des tubes. |
| Contrôle dimensionnel | Micromètre, jauge | OD, WT, longueur, ovalité, rectitude. |
| Inspection visuelle | 100% | Défauts de surface. |
Conditionnement
| Étape d'emballage | Méthode |
|---|---|
| Embouts | Bouchons en plastique aux deux extrémités |
| Enveloppement imperméable | Emballage sous film PE par paquet |
| Cerclage de paquets | Sangles en acier avec protections de bords |
| Mise en caisse | Exporter des-caisses en contreplaqué de qualité |
| Étiquetage | Numéro de coulée, grade, taille, ID du paquet |
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FAQ
1. Le titane de grade 5 est-il plus résistant que le titane de grade 2 ?
Oui, beaucoup plus fort.Le grade 5 a une limite d'élasticité minimale de 825 MPa, contre 275 MPa pour le grade 2 -, environ 3 fois plus fort.
2. Quelle qualité a la meilleure résistance à la corrosion, la qualité 2 ou la qualité 5 ?
2e année.L'aluminium et le vanadium de grade 5 réduisent sa résistance à la corrosion dans l'eau de mer et les chlorures.
3. Le grade 5 peut-il être utilisé dans les échangeurs de chaleur ?
Techniquement oui, mais vous ne devriez pas.Il coûte plus cher, est plus difficile à souder et à plier et présente une moins bonne résistance à la corrosion que le grade 2.
4. Pourquoi le grade 2 est-il préféré au grade 5 pour les applications à l'eau de mer ?
Meilleure résistance à la corrosion, fabrication plus facile et coût réduit.Le grade 2 est la norme industrielle pour le refroidissement à l’eau de mer.
5. Le grade 5 est-il plus difficile à souder que le grade 2 ?
Oui.Le niveau 5 nécessite un préchauffage, un traitement thermique après-soudage et des procédures spécialisées. Soudures de grade 2 au TIG standard.
6. Quelle année coûte le plus cher, la 2e année ou la 5e année ?
La 5e année coûte 50 à 100 % de plusuniquement en matière, plus des coûts de fabrication plus élevés.
7. À quoi sert le titane grade 5 ?
Aérospatiale, implants médicaux et composants structurels hautes-performances.Pas des échangeurs de chaleur.
8. Quel est le numéro UNS du titane grade 5 ?
UNS R56400.Le niveau 2 est UNS R50400.
9. Le grade 5 peut-il être plié en tubes coudés en U ?
Pas fiable.Le grade 5 a la moitié de la ductilité du grade 2 et se fissure fréquemment lors du pliage.
10. Quelle qualité dois-je choisir pour un condenseur ?
2e année.Il s'agit de la norme industrielle pour les condenseurs de centrales électriques et marines.
11. Le grade 5 est-il plus résistant à la corrosion-que le grade 2 ?
Non.Le grade 2 surpasse le grade 5 dans l’eau de mer, les chlorures et les acides oxydants.
12. Quelles industries utilisent le niveau 2 par rapport au niveau 5 ?
2e année :production d'électricité, dessalement, traitement chimique, marine.5e année :aérospatiale, médical, défense.
13. Le grade 5 nécessite-t-il un traitement thermique après-soudage ?
Oui.Le niveau 5 doit être détendu-après le soudage. Le niveau 2 ne nécessite pas de PWHT.
14. Quelle nuance a la meilleure ductilité ?
2e année.Son allongement minimum est de 20 %, contre 10 % pour le Grade 5.
15. Quelles finitions de surface sont disponibles pour les tubes de grade 2 ?
Finition décapée et nettoyée, recuite brillante, polie et usinée.
16. Quelles certifications fournissez-vous ?
FR 10204 3.1 Certificat d'essai en usine.3.2 disponible avec un témoin tiers-.
