Tube Carré Titane 10 mm : Paroi, Dureté, Grade

Tube carré en titane de 10 mm : paroi, dureté, nuance

Un tube carré en titane de 10 mm est acheté pour sa taille extérieure, mais il est décidé par trois chiffres que la taille ne contient pas : l'épaisseur de la paroi, la nuance et l'état derrière les chiffres de résistance, et quelle surface a été réellement polie. Cette page donne la dimension extérieure, une longueur de 1 m, une dureté de HV200 et un rendement de 800 MPa, et ne dit rien sur la paroi. C'est la première question à régler avant que tout prix ait un sens.

Sur une section carrée de 10 mm, la paroi peut varier d'environ 0,8 mm à 2 mm, et ce seul choix modifie la masse, la rigidité et le comportement du tube sous un collier de serrage d'un facteur de près de deux. La masse est facile à prévoir : multipliez quatre fois la longueur latérale moyenne par la paroi, puis par la densité de 4,51 grammes par centimètre cube. Une paroi de 1 mm sur un carré de 10 mm donne 0,16 kg par mètre, donc une pièce de 1 m pèse à peu près autant qu'un téléphone portable. Une paroi de 2 mm pèse 0,29 kg par mètre, et elle donne l'impression d'un produit différent en main.

La rigidité évolue plus lentement que la masse, car le moment quadratique d'un tube carré est la quatrième puissance de la taille extérieure moins la quatrième puissance de la taille intérieure, divisé par douze. Passer d'une paroi de 1 mm à une paroi de 2 mm augmente la rigidité en flexion d'environ 47 % tout en augmentant la masse de 79 %. Dans l'autre sens, passer de 1 mm à 0,8 mm, fait perdre 15 % de rigidité et économise un cinquième du poids. Rien de tout cela ne peut être cité tant que la paroi n'est pas nommée, c'est pourquoi un tube vendu sur la seule taille extérieure est un tube vendu sur l'espoir.

La page indique une dureté de HV200 et une limite d'élasticité de 800 MPa avec une résistance à la traction de 1000 MPa. Lisez-les par paires et quelque chose ne correspond pas. Le titane commercialement pur à l'état recuit se situe autour de HV150 à HV200 et a une limite d'élasticité d'environ 275 à 345 MPa pour la nuance 2. La nuance 5, l'alliage le plus utilisé, se situe autour de HV300 à HV350 et a une limite d'élasticité d'environ 828 MPa avec une résistance à la traction d'environ 895 MPa, ce qui donne un rapport limite d'élasticité/traction proche de 0,9 plutôt que de 0,8 impliqué ici.

Une dureté de HV200 appartient aux nuances pures, et une limite d'élasticité de 800 MPa à un alliage cent fois plus résistant ou à un état écroui. La lecture honnête est que les deux chiffres proviennent d'endroits différents : l'un peut être un chiffre de certificat de moulin, l'autre un chiffre de manuel pour une nuance différente, et aucun n'est lié à la pièce qui sera expédiée. La dureté est également une mesure locale, prise sur une section polie d'une paroi particulière, et sur une paroi de 0,8 mm, une indentation peut être influencée par la surface sous-jacente. Demandez la nuance, l'état, la norme de test et la position de la mesure de dureté plutôt que d'accepter une paire de chiffres qui flattent la page.

Pour un tube qui sera soudé, la nuance 2 avec une limite d'élasticité proche de 300 MPa est le matériau le plus facile : il se plie, il tolère une soudure autogène sans apport, et son allongement d'environ 24 % donne au joint un espace pour bouger. Pour un tube qui supportera une charge de collier de serrage, la nuance 5 mérite son prix. Les deux ne devraient jamais être vendus sous une seule description, et une page qui cite les deux ensembles de chiffres en un souffle est une page qui n'a pas décidé de ce qu'elle vend.

Un extérieur poli sur un tube carré de 10 mm est un travail simple : les faces planes prennent une bande ou une brosse, et le résultat est une face argentée brillante avec un Ra mesurable. Un intérieur poli est une autre affaire. L'alésage mesure 10 mm de diamètre et jusqu'à un mètre de long, donc les seuls outils qui y parviennent sont une brosse, un bouchon en feutre ou un flux abrasif, et la finition qui en résulte est inégale sur la longueur et terne dans les coins, où quatre rayons se rencontrent.

Cette différence est importante partout où le tube transporte un fluide. Un extérieur poli protège l'apparence et aide un collier de serrage à adhérer ; l'intérieur est ce que le fluide touche, et un alésage laissé décapé ou laminé conservera une surface plus rugueuse où les dépôts s'installent et les crevasses commencent. Sur un alésage de 10 mm, le risque de crevasse n'est pas théorique : l'espace entre le tube et un raccord, ou une racine de soudure laissée non protégée, est suffisamment large pour stagner et suffisamment étroit pour empêcher l'oxygène d'entrer, ce qui est la condition exacte où le titane est le moins capable de repassiver. Si l'intérieur compte, dites-le, et demandez la finition de l'alésage et l'étape de décapage ou de passivation par écrit.

Un tube carré de 10 mm avec une paroi de 1 mm est une section à paroi mince, et il se comporte en conséquence. Une coupe à la scie nécessite une lame à dents fines et une alimentation régulière, car une lame grossière accrochera la paroi et la déchirera. Un pliage nécessite un mandrin ou un remplissage à l'intérieur, sinon la section s'aplatira à l'extérieur du pli ; le rayon de pliage minimum sur un tube carré mince est généralement de trois à quatre fois la taille extérieure, et un rayon plus serré est un écrasement plutôt qu'un pli.

La soudure est là où le titane mince récompense la patience. Le joint nécessite de l'argon sur les deux faces jusqu'à ce que le métal soit en dessous d'environ 400 degrés Celsius, ce qui, sur une paroi de 1 mm, signifie un bouclier de traînée et un bouchon de purge plutôt qu'une torche à main levée. Une couleur paille sur la soudure est acceptable ; une échelle bleue ou grise indique de l'oxygène dans le métal et un joint fragile qui se fissurera au niveau de la toe. Pour une longueur de 1 m coupée d'une longueur de moulin plus longue, prévoyez également la coupe et l'ébavurage : un tube coté à 1 m avec une tolérance de plus ou moins 5 mm n'est pas le même qu'un tube coupé à 1 m avec une extrémité carrée.

La page donne un point de fusion de 1660 degrés Celsius et décrit la résistance à la chaleur comme bonne. Un point de fusion n'est pas une limite de service : c'est la température à laquelle le métal devient liquide, et cela ne dit rien sur ce que fait le tube à 300 ou 500 degrés Celsius sous charge. Ce qui limite un tube en titane en service à chaud est la même chose qui limite une fixation : la prise d'oxygène à la surface formant une couche alpha dure, et le fluage sous une charge soutenue, qui sur une paroi mince est un lent changement de forme plutôt qu'une fracture.

Une paroi de 1 mm a peu de métal à perdre à une couche alpha, donc un tube qui fonctionne à chaud à l'air doit être jugé sur la température de service, l'atmosphère et le temps à température. Dans un four à air, la limite utile pour le titane commercialement pur est généralement citée autour de 300 à 400 degrés Celsius pour un service continu et plus haut seulement pour de courtes excursions, la nuance 5 prenant peut-être 100 degrés supplémentaires. Demandez la température prévue et l'atmosphère, et si la réponse est un gaz chaud oxydant, planifiez la paroi en fonction de la perte plutôt qu'en fonction du point de fusion.

Les notes d'approvisionnement sont modestes et spécifiques : certification ISO9001, quantité minimale de commande d'une pièce, chaque tube emballé dans du plastique contre les rayures et emballé dans une boîte en carton avec des inserts en mousse, et expédition par FedEx ou UPS avec fret coté en fonction du poids et de la destination. Cela convient à un échantillon ou à un petit lot. Pour une série de production, l'emballage doit également être convenu, car un tube carré mince de 1 m dans une boîte en carton arrivera droit seulement si la boîte est rigide et que les tubes sont retenus aux deux extrémités.

Écrivez la commande comme une spécification plutôt qu'un nom de produit : nuance et état, taille extérieure et paroi avec tolérances sur les deux, longueur avec tolérance de coupe et ébavurage, finition extérieure et finition intérieure indiquées séparément, rayon de coin si le tube doit s'adapter à une pièce de rencontre, et les documents de test que vous attendez avec le lot. Ajoutez la température de service et si le tube sera soudé ou plié, car ces deux réponses décident si la nuance 2 ou la nuance 5 est le bon achat. Un tube acheté sur la seule taille extérieure arrive tel quel sur le rack, et la paroi est la première chose que vous mesurerez lorsqu'il le fera.