Barre ronde en titane commercialement pur de grade 4 (UNS R50700), fournie conformément aux normes ASTM B348/B348M-25 et AMS 4921, accompagnées de certificats d’essai en usine EN 10204 3.1 — la nuance de titane CP présentant la résistance la plus élevée pour les applications dans les secteurs de la transformation chimique, de la marine et du médical.
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La barre ronde en titane commercialement pur de grade 4 est le grade de titane CP présentant la résistance mécanique la plus élevée ; elle est fournie conformément aux normes ASTM B348/B348M-25 et AMS 4921, accompagnée de certificats d’essai en usine traçables selon la norme EN 10204 3.1. La gamme de diamètres s'étend de 6 à 300 mm, à l'état forgé, tourné ou rectifié. Les applications standard comprennent les équipements de traitement chimique, les composants structurels maritimes et la fabrication de dispositifs médicaux, où les environnements de corrosion oxydante exigent une résistance éprouvée sans ajouts d'alliages.
| Paramètres | Valeur |
|---|---|
| Matériau | Titane commercialement pur, nuance 4 |
| Désignation UNS | UNS R50700 |
| Norme de base | ASTM B348/B348M-25 / AMS 4921 / ASTM F67 |
| Résistance minimale à la traction | 550 MPa (80 ksi) |
| Limite d'élasticité minimale | 480 MPa (70 ksi) |
| Allongement minimal | 15% |
| Gamme de diamètres | 6 à 300 mm |
| Longueur | Jusqu'à 6 000 mm |
| État de la surface | Tel que forgé, tourné et poli, rectifié |
| Certificat d'essai en usine | EN 10204 3.1 |
| MOQ | Contact pour les appels d'offres |
Le titane de grade 4 (UNS R50700) est le plus résistant des quatre grades de titane commercialement pur (CP) ; il doit principalement sa résistance élevée à une teneur en oxygène admissible plus élevée — jusqu’à 0,40 % en poids% contre 0,25 % en poids% pour le grade 2. Toutes les limites de composition indiquées ci-dessous sont conformes à la norme ASTM B348/B348M-25.
| Élément | Max (wt%) |
|---|---|
| Azote (N) | 0.05 |
| Carbone © | 0.08 |
| Hydrogène (H) | 0.015 |
| Fer (Fe) | 0.50 |
| Oxygène (O) | 0.40 |
| Titane (Ti) | Équilibre |
L'oxygène est le principal élément renforçant en solution solide dans le titane commercialement pur. La teneur maximale en oxygène plus élevée de la nuance 4 constitue le principal élément qui la distingue des nuances 1 à 3, et explique son mécanisme à l'origine de sa limite d'élasticité plus élevée.
| Propriété | Minimum | Typique |
|---|---|---|
| Résistance maximale à la traction | 550 MPa (80 ksi) | 620 à 700 MPa |
| 0,21 TP3T Limite d'élasticité | 480 MPa (70 ksi) | 520–590 MPa |
| Allongement (jauge 4D) | 15% | 18–22% |
| Réduction de la surface | 25% | 30–40% |
| Dureté Brinell | — | 200–265 HB |
| Module d'élasticité | — | 105 GPa (15 200 ksi) |
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Densité | 4,51 g/cm³ (0,163 lb/in³) |
| Plage de fusion | 1 660 °C (3 020 °F) |
| Conductivité thermique | 17,2 W/m·K |
| Dilatation thermique (20–100 °C) | 8,6 × 10⁻⁶ /°C |
| Résistivité électrique | 0,60 µΩ·m |
Les barres rondes en titane de grade 4 sont fabriquées et certifiées conformément à plusieurs normes internationales, ce qui permet aux services d'approvisionnement des secteurs aérospatial, médical et industriel du monde entier de procéder à une mise en correspondance directe.
| Standard | Champ d'application |
|---|---|
| ASTM B348/B348M-25 | Barres et billettes — cahier des charges d'approvisionnement primaire |
| ASME SB-348 | Conforme à la norme ASTM B348 ; utilisée pour l'approvisionnement en récipients sous pression et en tuyauteries |
| AMS 4921 (AMS4921S) | Barres, fils métalliques, pièces forgées et anneaux soudés par projection pour les applications aérospatiales |
| AMS-T-9047 Niv. 4 | Spécifications des barres en titane de l'armée américaine — ANNULÉ en février 2005; remplacée par la norme AMS 4921 |
| ASTM F67, groupe 4 | Titane CP de qualité implantaire (applications médicales) |
| ISO 5832-2 | Matériaux métalliques pour implants chirurgicaux — Titane CP |
| DIN/EN 3.7065 | Référence allemande/européenne équivalente au Grade 4 (UNS R50700) |
| EN 10204 3.1 | Norme relative au certificat d'essai en usine — contrôle effectué par un représentant du fabricant |
Chaque expédition est accompagnée d'un certificat d'essai d'usine (MTC) conforme à la norme EN 10204 3.1, qui atteste :
Des contrôles effectués par des organismes tiers (SGS, Bureau Veritas, Intertek) ainsi que des documents supplémentaires (déclarations de conformité DFARS, déclarations de pays d'origine) sont disponibles sur demande au moment de la commande.
Les barres rondes en titane de grade 4 sont disponibles en stock et produites dans une large gamme de dimensions afin de répondre aussi bien aux besoins de la fabrication de prototypes qu'à ceux de la production en grande série.
| Paramètres | Gamme standard | Étendu / Personnalisé |
|---|---|---|
| Diamètre | 6 à 150 mm | Jusqu'à 300 mm |
| Longueur | 1 000 à 6 000 mm | Jusqu'à 11 000 mm |
| Rectitude | ≤ 3 mm/m (ASTM B348) | Plus serré sur demande |
| Condition | Description | Utilisation typique |
|---|---|---|
| Tel que forgé / Tel que laminé | Surface de la balance, tolérances les plus larges | Pièce brute pour l'usinage de dégrossissage |
| Mariné à l'acide | Traces d'oxyde éliminées, argent mat | Usage industriel général |
| Tourné et poli | Surface brillante, tolérance h9–h11 | Usinage de précision, secteur médical |
| Rectification (sans centre) | Tolérance de diamètre serrée : ±0,1 mm | Composants de haute précision |
| Épluché | À mi-chemin entre le tournage et le meulage | Barres pour le tournage CNC |
Les tolérances dimensionnelles sont conformes par défaut aux exigences de la norme ASTM B348. Des tolérances plus strictes h9/h11, conformes à la norme ISO 286-2, sont disponibles pour les pièces rectifiées et tournées. Les tolérances personnalisées destinées aux applications aérospatiales et médicales sont validées lors de l'examen de la commande.
Le titane de grade 4 allie la résistance mécanique la plus élevée parmi les grades de titane commercialement pur à la résistance à la corrosion caractéristique de ce matériau, à sa faible densité (4,51 g/cm³) et à sa biocompatibilité. Ces caractéristiques en font la nuance de titane commercialement pur privilégiée lorsque la nuance de grade 2 ne dispose pas d’une marge structurelle suffisante et que la nuance alliée de grade 5 serait trop coûteuse ou médicalement déconseillée.
Industrie chimique et pétrochimique
Barre ronde destinée aux arbres de pompes, aux composants d'agitateurs, aux corps de vannes et aux éléments de fixation dans des environnements contenant des chlorures, de l'acide sulfurique, de l'acide nitrique et des acides organiques. La nuance 4 offre des performances fiables dans des conditions oxydantes où l'acier inoxydable 316L est sujet à la corrosion par piqûres ou à la corrosion interstitielle.
Ingénierie marine et offshore
Éléments de fixation structurels, composants d'arbres de transmission, équipements sous-marins et pièces de systèmes de refroidissement à l'eau de mer. La résistance du titane à la corrosion accélérée par l'encrassement biologique dans l'eau de mer chlorée en fait le matériau de choix pour les installations offshore destinées à une longue durée de vie.
Dispositifs médicaux et instruments chirurgicaux
Vis à os, piliers dentaires, manches d'instruments et composants adjacents aux implants fabriqués conformément aux normes ASTM F67 et ISO 5832-2. La nuance 4 est prescrite lorsqu'une limite d'élasticité supérieure à celle offerte par la nuance 2 est requise, sans ajout d'éléments d'alliage.
Structures aérospatiales et systèmes hydrauliques
Supports de cellule, corps de raccords hydrauliques et fixations structurelles pour lesquels la réduction du poids par rapport à l'acier est essentielle et où les conditions d'utilisation excluent l'utilisation d'alliages d'aluminium. Sujets à la norme AMS 4921 pour l'approvisionnement en barres et pièces forgées.
Équipements électrochimiques et pour l'industrie du chlore et des alcalis
Substrats d'électrodes, cadres de cellules et collecteurs de courant dans les installations de production de chlore et de galvanoplastie. La passivité du titane dans les électrolytes fortement oxydants et sa conductivité électrique (grâce à l'application de revêtements à base de métaux du groupe du platine) sont largement exploitées dans ce secteur.
Dessalement et traitement de l'eau
Tubes d'échangeurs thermiques, roues de pompes et composants internes de vannes dans les usines de dessalement par évaporation flash à plusieurs étages (MSF) et par osmose inverse (RO). La résistance à l'eau salée, à l'hypochlorite et à la saumure à température élevée constitue le principal critère de sélection.
Parmi les quatre nuances de titane commercialement pur définies dans la norme ASTM B348, les nuances 2 et 4 représentent la majeure partie des achats de barres à usage industriel. Le choix entre ces deux nuances dépend de la marge de résistance requise et du degré d'aptitude au formage à froid nécessaire lors de la fabrication.
| Propriété | Première année | Niveau 2 | Niveau 3 | Grade 4 |
|---|---|---|---|---|
| UNS | R50250 | R50400 | R50550 | R50700 |
| Max O (wt%) | 0.18 | 0.25 | 0.35 | 0.40 |
| Max Fe (wt%) | 0.20 | 0.30 | 0.30 | 0.50 |
| UTS min. (MPa) | 240 | 345 | 450 | 550 |
| Min YS 0,21 TP3T (MPa) | 170 | 275 | 380 | 483 |
| Allongement minimal | 24% | 20% | 18% | 15% |
| Utilisation typique | Très ductile ; emboutissage profond | Utilisation générale la plus courante | Résistance modérée | Résistance au CP la plus élevée |
Le titane de nuance 4 CP s'usine de manière satisfaisante avec un équipement conventionnel, à condition de respecter les pratiques standard d'usinage du titane. Son indice d’usinabilité est d’environ 28% par rapport à l’acier à usinage facile (AISI B1112 = 100%) — inférieur à celui de la nuance 2 (~40%) en raison de sa teneur plus élevée en oxygène et en fer. Principales recommandations :
Par rapport à la nuance 5 (Ti-6Al-4V), le titane CP de nuance 4 s'usine un peu plus facilement en raison de l'absence d'éléments d'alliage durcissants, même si ces deux nuances exigent le même niveau de rigueur en matière d'outillage et de refroidissement.
Le titane de grade 4 se soude facilement par soudage à l'arc sous gaz avec électrode de tungstène (GTAW/TIG), qui est le procédé d'assemblage standard pour les assemblages de barres de titane CP avec des raccords ou des plaques.
Quelle est la différence entre le titane de grade 2 et celui de grade 4 ?
Ces deux nuances sont du titane commercialement pur (CP) ne contenant aucun ajout d'alliage intentionnel. La nuance 4 (UNS R50700) présente des teneurs admissibles en oxygène et en fer plus élevées, ce qui lui confère une résistance à la traction minimale de 550 MPa, contre 345 MPa pour la nuance 2. En contrepartie, l’allonge est réduite (15% par rapport au minimum de 20%) et la formabilité est légèrement inférieure. La nuance 2 domine les applications de tubes à paroi mince et de tôles ; la nuance 4 est choisie lorsque la marge structurelle est le critère principal.
Quelles sont les valeurs minimales des propriétés mécaniques de la norme ASTM B348, classe 4 ?
Conformément à la norme ASTM B348/B348M-25, les barres recuites de nuance 4 doivent présenter les caractéristiques suivantes : résistance à la traction maximale ≥ 550 MPa (80 ksi), une limite d'élasticité de 0,2% ≥ 480 MPa (70 ksi), un allongement ≥ 15% sur une longueur de mesure de 4D, et une réduction de section ≥ 25%. Ces valeurs sont vérifiées et consignées dans le certificat d’essai d’usine EN 10204 3.1 accompagnant chaque expédition.
Le titane de grade 4 est-il adapté aux implants médicaux ?
Oui. Le titane CP de grade 4 est explicitement couvert par la norme ASTM F67 (Spécification standard pour le titane non allié destiné aux implants chirurgicaux) et la norme ISO 5832-2. Sa biocompatibilité et son comportement d'ostéointégration sont bien établis dans les applications orthopédiques et dentaires. Lorsque une résistance à la fatigue plus élevée est requise (par exemple, pour les implants orthopédiques soumis à des charges), on privilégie généralement le Ti-6Al-4V ELI (grade 23, ASTM F136).
Peut-on souder une barre ronde en titane de grade 4 ?
Le titane de grade 4 est classé comme facilement soudable. Le soudage à l'arc sous gaz avec électrode de tungstène (GTAW/TIG) utilisant un fil d'apport ERTi-4 (AWS A5.16) est le procédé standard. Une protection adéquate par gaz inerte (99,995% Ar) est obligatoire tant du côté de la torche que du côté de la purge — une pénétration d’oxygène supérieure à environ 50 ppm entraîne une fragilisation. Le soudage par faisceau d'électrons (EBW) et le soudage à l'arc plasma (PAW) sont utilisés dans la fabrication aérospatiale de haute précision.
Quels certificats d'essai d'usine sont fournis avec la livraison ?
Tous les matériaux sont fournis avec un certificat d'essai en usine (MTC) conforme à la norme EN 10204 3.1, traçable jusqu'à la coulée de production. Ce certificat atteste de la composition chimique, des résultats des essais mécaniques et du contrôle dimensionnel, conformément aux exigences de la norme ASTM B348. Une inspection en présence d'un organisme tiers (SGS, Bureau Veritas, Intertek) ainsi que des documents complémentaires (DFARS, pays d'origine) sont disponibles sur demande.
Quels sont la quantité minimale de commande (MOQ) et le délai de livraison habituel ?
Les quantités minimales de commande et les délais de livraison varient en fonction du diamètre, de l'état du produit et de la disponibilité en stock. Les diamètres standard disponibles en stock (généralement de 10 à 80 mm, à l'état laminé/décapé) peuvent être expédiés sous 3 à 7 jours ouvrés. Les dimensions sur mesure, les tolérances plus strictes ou les finitions spécifiques (rectifiées, tournées) nécessitent généralement un délai de production de 3 à 6 semaines. Contactez l'équipe commerciale en précisant le diamètre, la longueur, la quantité et la norme requise pour obtenir un devis ferme.
Quelles sont les tolérances de diamètre et de longueur disponibles ?
Les tolérances standard sont conformes aux exigences de la norme ASTM B348 en matière de diamètre et de rectitude. Les barres rectifiées et tournées sont disponibles avec une tolérance h9/h11 conformément à la norme ISO 286-2. Des tolérances plus strictes, destinées à l'usinage de précision ou aux applications médicales, sont disponibles et seront confirmées lors de l'examen de la commande.
Quelles sont les différences entre le titane de grade 4 et l'acier inoxydable 316L dans le cadre d'une utilisation en usine chimique ?
Le titane de grade 4 offre une résistance à la corrosion nettement supérieure à celle de l'acier inoxydable 316L dans les environnements contenant des chlorures, en présence d'acides oxydants (nitrique, chromique) et dans des milieux acides mixtes. Il est insensible à la corrosion par piqûres et à la corrosion interstitielle dans l'eau de mer et les saumures, alors que le 316L y est sensible. Sa densité est d’environ 57% celle du 316L (4,51 contre 7,99 g/cm³), ce qui permet de réduire le poids des composants en rotation ou soumis à des températures élevées. Le coût du matériau au kilogramme est plus élevé, mais la différence de durée de vie en milieu agressif se traduit généralement par un coût total de possession plus avantageux. Pour une utilisation en eau douce modérément corrosive ou à température ambiante, le 316L reste le choix le plus économique.
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