Barre en titane F136 : Règles relatives au grade ELI et à la longueur de coupe

Barre de titane F136 : la norme, le grade et la longueur coupée

ASTM F136 est la norme la plus citée et la moins comprise pour les barres de titane. Elle couvre exactement un alliage dans exactement une classe de propreté, et elle est régulièrement imprimée à côté de listes de grades qu'elle ne peut pas certifier. Cette page explique ce que F136 couvre, pourquoi le suffixe ELI est important, comment lire le conflit dans le titre de cette page, et comment la tolérance de longueur coupée affecte ce qui arrive réellement à la machine.

Ce que F136 couvre réellement

F136 est la norme pour le Ti-6Al-4V ELI forgé pour les implants chirurgicaux. ELI signifie extra low interstitial (faible teneur en interstitiels), et la différence déterminante est l'oxygène à 0,13 % maximum contre 0,20 % pour le Gr5 standard, avec le fer à 0,25 contre 0,40. Cette propreté est ce qui confère la ductilité et la ténacité à la rupture dont un implant a besoin. Ce n'est pas un revêtement, un traitement thermique ou un niveau d'inspection ; c'est une classe de chimie.

La conséquence pratique est que F136 s'applique au grade 23 et à rien d'autre. Une barre Gr2 ou Gr4 ne peut pas être certifiée F136, quelle que soit sa destination médicale, car ces grades sont couverts par F67. Une barre Gr5 standard ne peut pas non plus être certifiée F136, car elle n'est pas ELI. Tout certificat qui semble dire le contraire est une erreur de documentation à signaler à la réception des marchandises.

Pourquoi le suffixe ELI coûte plus cher

Un niveau d'oxygène plus bas est plus difficile à atteindre et à maintenir. L'éponge doit être sélectionnée, la fusion doit être contrôlée et la surface doit être nettoyée avant que la barre ne soit finie, et chacune de ces étapes ajoute des coûts. Ce que l'acheteur reçoit est une barre avec une résistance à la traction minimale de 860 MPa contre 895 pour le Gr5 standard : légèrement plus faible sur le certificat, considérablement plus résistante en service, avec un meilleur comportement en fatigue à une entaille.

Cet échange est exactement ce que souhaite un implant ou un instrument médical critique en fatigue. C'est le mauvais échange pour un support ou une fixation, où la résistance plus élevée du Gr5 standard est le point essentiel et où la ténacité supplémentaire n'a pas d'acheteur.

Lecture du titre de cette page par rapport à sa propre spécification

Le titre de cette page nomme F136 ainsi que Gr2, Gr4 et Gr5. Le bloc de spécification ci-dessous nomme B348 et AMS 4928, et le bloc de grades nomme Gr5, Ti-6Al-4V et Ti-6Al-4V ELI. Ces trois affirmations ne peuvent pas être vraies simultanément, et la résolution est simple : la barre réellement proposée ici est du matériau Gr5 et ELI, F136 s'applique uniquement à la partie ELI de cette description, B348 et AMS 4928 sont les documents industriels et aérospatiaux, et Gr2 ou Gr4 devraient être commandés selon F67.

Un acheteur qui a besoin d'une barre de qualité implant devrait donc commander le grade 23 selon F136 et demander que le certificat mentionne la norme et le grade sur la même ligne. Un acheteur qui a besoin d'une barre industrielle devrait commander Gr5 selon B348 ou AMS 4928 et ne pas payer pour une chimie ELI que l'application n'utilisera jamais.

Longueur coupée, tolérance et allowance de coupe

Cette page indique une tolérance de longueur fixe de plus 20 mm et une allowance de coupe de 5 mm par coupe, avec une longueur maximale de 6000 mm. Ces deux chiffres déterminent le nombre de pièces obtenues à partir d'une barre et si la dernière est utilisable. Si un dessin demande dix pièces de 500 mm à partir d'une barre de 6000 mm, le calcul est dix pièces plus neuf coupes, pas dix coupes, et la perte de sciage doit être incluse dans le prix.

Le diamètre mérite le même traitement. Le polissage enlève de la matière, donc le diamètre fini est celui à commander, et une barre commandée au nominal avec une tolérance commerciale peut arriver sous la taille après finition. Sur les petits diamètres inférieurs à 3 mm, la capacité de la fonderie est indiquée comme étant de 1,0 mm et plus, plutôt que la plage de stock de 3 à 350 mm, donc une très petite barre est une commande spéciale même si elle semble se situer dans la liste.

Notes de commande

Indiquer la norme et le grade ensemble, le diamètre avec sa classe de tolérance, la longueur avec sa tolérance et son allowance de coupe, l'état, la surface et le certificat. Pour une application d'implant, ajouter la voie ISO 5832-3 et demander les valeurs interstitielles sur le certificat plutôt qu'une déclaration de conformité, car l'oxygène et le fer sont les chiffres qui décident si la barre est ELI.

Le bloc d'attributs de cette page décrit toujours le matériau comme du titane pur. Ce n'est pas le cas : le Gr5 et sa variante ELI sont des alliages de titane avec de l'aluminium et du vanadium, et le bloc est un modèle par défaut. Les tables de chimie et de traction imprimées plus bas sont les données fiables, et le grade sur le certificat de fonderie est ce à partir de quoi la pièce finie sera réellement fabriquée.

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