Surface des barres d'alliage de titane poli et valeur de Ra

Barre d'alliage de titane polie : ce que le fini livre réellement

Une barre polie est achetée pour deux raisons : une surface qui ne commencera pas une fissure de fatigue, et une surface qui peut être vue. Les deux sont décidées par la quantité de matière retirée par l'étape de finition plutôt que par l'éclat du résultat, et l'alliage sous-jacent est tout aussi important. Cette page couvre le fini, la tolérance qui lui survit, et les deux alliages qui apparaissent sous un seul titre.

Deux alliages derrière un titre

Le titre de cette page indique Gr5, et le paragraphe de spécification ci-dessous décrit Gr9. Ce sont des alliages différents avec des numéros différents. Gr5 est Ti-6Al-4V avec 5,5 à 6,75 % d'aluminium, 3,5 à 4,5 % de vanadium, 895 MPa de traction et 828 MPa de limite d'élasticité. Gr9 est Ti-3Al-2.5V avec 2,0 à 3,5 % d'aluminium, 1,5 à 3,0 % de vanadium, 650 MPa de traction et 525 MPa de limite d'élasticité, et c'est l'alliage normalement utilisé pour les tubes hydrauliques et pour les pièces qui doivent être formées après usinage.

La lecture pratique est que cette page propose des barres d'alliage de titane polies, avec Gr5 comme grade de résistance nommé dans le titre et Gr9 disponible là où une résistance plus faible et une meilleure formabilité sont souhaitées. Une commande qui dit seulement barre d'alliage de titane laisse le choix au laminoir, et les deux ne sont pas interchangeables sur un dessin qui spécifie 895 MPa.

Ce que le polissage retire

Le travail à chaud laisse deux choses sur une barre de titane : une couche d'oxyde et, en dessous, une couche enrichie en oxygène appelée cas d'alpha. Le cas d'alpha est dur et cassant, il peut atteindre quelques centièmes de millimètre de profondeur, et c'est un initiateur de fissure sur une pièce soumise à la fatigue. Le décapage élimine la couche d'oxyde et la majeure partie du cas ; le meulage et le polissage éliminent ce qui reste et corrigent également le diamètre.

C'est pourquoi la spécification du fini appartient à côté des propriétés mécaniques. Une barre qui atteint 895 MPa dans le noyau peut toujours échouer en surface si le cas d'alpha est présent, et une barre polie qui a été trop polie peut tomber en dessous du diamètre minimum. Les deux risques sont contrôlés en indiquant le fini, la marge d'enlèvement et le diamètre final ensemble.

Diamètre et tolérance après polissage

Le bloc d'attributs donne 3 à 350 mm, le paragraphe Gr9 donne 8 à 200 mm, et la table de famille donne 0,8 à 500 mm. Lisez-les comme trois déclarations différentes : la première est ce que cette page offre, la seconde est la gamme Gr9 dans le texte source, et la troisième est la capacité du laminoir. Commandez le diamètre fini, pas le diamètre avant polissage, et indiquez quelle classe de tolérance s'applique après la finition.

Pour un arbre poli, h9 est un appel réaliste sur 18 à 50 mm et h11 est réaliste sur les grandes tailles. Le polissage a tendance à améliorer la rondeur mais il ne peut pas corriger une barre tordue, donc la rectitude doit être commandée séparément, et une barre qui passera dans un manchon de broche doit être spécifiée droite et coupée à la longueur avec des extrémités chanfreinées.

Inspection d'une barre polie

Une surface polie montre tous les défauts, ce qui est un avantage. Les fissures, les criques, les piqûres et les inclusions qu'une surface décapée cache deviennent visibles sous une lumière, et un contrôle par ressuage sur une barre polie est beaucoup plus informatif que sur une barre écailleuse. Utilisez un ressuage sans chlore sur le titane, et nettoyez-le complètement, car les résidus de chlorure sont exactement ce que le titane ne tolère pas.

La géométrie est vérifiée en trois points le long de la barre et dans deux directions, car une barre polie peut être ovale même lorsque le diamètre moyen est correct. Là où la fatigue ou un joint est impliqué, ajoutez une traverse de dureté sur la section pour prouver qu'aucun cas d'alpha ne reste, et enregistrez le résultat avec le numéro de coulée.

Quand une barre polie vaut son coût

Le polissage est rentable sur les arbres qui tournent, sur les tiges de soupape et les pièces de pompe qui frottent contre un garnissage, sur les instruments chirurgicaux et sur tout composant visible où un défaut serait interprété comme un échec de qualité. Il n'est pas rentable sur une barre qui sera usinée sur toute la surface, car la pièce finie aura de toute façon une nouvelle surface et la peau polie sera transformée en copeaux.

Notes de commande

Indiquez l'alliage et le grade, le fini et la bande Ra, le diamètre fini avec sa classe de tolérance, la longueur et l'état des extrémités, l'état du traitement thermique et le package de test. Un certificat 3.1 avec la chimie, les résultats de traction et le numéro de coulée est normal, et une déclaration de la profondeur maximale du cas d'alpha vaut la peine d'être demandée pour toute barre destinée à une application de fatigue.

Deux entrées dans le bloc d'attributs de cette page sont des valeurs par défaut de modèle plutôt que des faits concernant ce produit. Le matériau est décrit comme du titane pur, ce qui n'est pas le cas d'une barre d'alliage Gr5 ou Gr9, et la plage de diamètres dans le bloc ne correspond pas à la plage du texte. La chimie et les tables de traction, ainsi que la commande elle-même, doivent être considérées comme les données de contrôle.

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