Barre de titane Gr2 ASTM B265 Conception légère

Barre de titane Gr2 ASTM B265 Conception légère

Le poids est un coût partout où il doit être transporté, accéléré ou soulevé. La barre ronde en titane Gr2 selon ASTM B265 a une densité de 4,51 g/cm3 contre 7,85 pour l'acier et environ 8,9 pour les alliages de cuivre, donc un composant fabriqué à partir de celle-ci pèse environ 43 % de moins que le même composant en acier avant toute prise en compte de la corrosion. Ces barres vont de 3 mm à 200 mm de diamètre à l'état recuit, et cette page explique d'où vient l'économie et d'où elle ne vient pas.

Ce que vaut la différence de densité

Le tableau compare la masse d'une longueur d'un mètre de barre ronde de 20 mm à travers les matériaux normalement utilisés pour la même fonction. Le chiffre est une géométrie simple : section transversale multipliée par la densité. L'économie est proportionnelle, elle s'applique donc à un flan de fixation de 6 mm et à un arbre de 150 mm.

Plus léger ne signifie pas automatiquement plus rigide

Le module d'élasticité du Gr2 est d'environ 105 GPa, soit près de la moitié de celui de l'acier. Une barre de même diamètre fléchit donc environ deux fois plus sous la même charge, et un arbre de même diamètre a une rigidité en flexion et en torsion plus faible. La réponse habituelle est d'augmenter le diamètre jusqu'à ce que la déflexion soit acceptable ; comme le titane est 43 % plus léger par unité de volume, la section de titane plus grande est toujours plus légère que celle en acier. Le tableau comparatif montre les chiffres dont un concepteur a besoin pour faire ce compromis.

Où l'économie de poids se multiplie

Trois effets s'ajoutent généralement à l'avantage de densité de base. Premièrement, le titane ne nécessite pas de marge de corrosion, de sorte qu'une pièce humide ou marine peut être conçue avec une paroi plus mince que l'équivalent en acier. Deuxièmement, une masse plus faible signifie une inertie plus faible, ce qui réduit le couple et la puissance nécessaires pour accélérer une pièce en rotation ou en mouvement alternatif et raccourcit le temps d'arrêt. Troisièmement, les supports, les consoles et le matériel de levage deviennent tous plus petits une fois que le composant lui-même est plus léger, et cette économie secondaire est souvent aussi importante que la première.

Quand le Gr2 est le bon choix

Le Gr2 est du titane commercialement pur avec environ 99,2 % de titane, 0,25 % d'oxygène maximum et 0,3 % de fer maximum. Il est choisi pour les pièces critiques en termes de poids qui sont également exposées aux chlorures, à l'eau de mer, à l'hypochlorite ou aux acides oxydants dilués, car cette nuance résiste à ces milieux sans revêtement ni protection cathodique. Il se soude avec une pratique TIG standard sous argon et se forme facilement, ce qui convient aux supports et cadres fabriqués. Lorsque plus de résistance est nécessaire à un poids similaire, le Gr5 est l'étape suivante ; lorsque la formabilité maximale est nécessaire, le Gr1.

État d'approvisionnement et inspection

Les barres sont fournies recuites, étirées à froid ou rectifiées, avec une tolérance de diamètre allant jusqu'à 0,005 mm sur les produits rectifiés et une dureté d'environ HV200. Chaque coulée est testée en traction et vérifiée pour sa composition chimique, et une inspection par ultrasons est disponible sur demande pour les barres qui seront usinées en composants de pression ou de levage. Le certificat indique le numéro de coulée, l'état et les valeurs mesurées afin que le calcul du poids puisse être lié à un lot spécifique.

Commande et emballage

Devis par diamètre, longueur, état, tolérance et norme, par exemple 30 mm Gr2 ASTM B265 recuit, rectifié h9, 3000 mm. Les barres sont emballées dans des caisses en contreplaqué avec des séparateurs pour protéger la finition, marquées avec la nuance, le numéro de coulée et la taille, et expédiées avec le certificat de fabrication.

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