Barre ronde en titane de type « near-beta » Ti-5553 (Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr) conforme à la norme ASTM B348 / AMS 7026, fournie directement par un fabricant de titane certifié ISO 9001 et accompagnée d’un certificat d’essai d’usine EN 10204 3.1, destinée aux applications aérospatiales, de défense et aux structures haute performance.
N'hésitez pas à nous contacter pour toute demande de devis, pour connaître les spécifications relatives aux conditions de traitement thermique ou pour obtenir des informations sur les délais de livraison actuels.
Le Ti-5553 (Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr) est un alliage de titane de type « quasi-bêta » conçu pour des applications structurelles à haute résistance, là où les alliages alpha-bêta classiques atteignent leurs limites de conception. Avec une résistance à la traction pouvant atteindre 1 250 MPa à l’état STA et une ténacité à la rupture supérieure à l’état BASCA, il constitue le matériau de prédilection pour les poutres de train d’atterrissage, les longerons d’aile et les pièces structurelles de cellule dans le secteur aérospatial. Fournis conformément à la norme ASTM B348 avec, en standard, un certificat d’essai d’usine EN 10204 3.1 — directement depuis des usines de titane certifiées, avec une traçabilité documentée jusqu’au lot de coulée de production.
| Paramètres | Valeur |
|---|---|
| Matériau | Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr (Ti-5553 / TB8) |
| Normes applicables | ASTM B348 / AMS 7026 / GB/T 2965 TB8 |
| Gamme de diamètres | 10 mm – 300 mm (0,394 pouce – 11,81 pouces) |
| Longueur | Jusqu'à 6 000 mm ; découpe sur mesure disponible |
| État de la surface | Rectifié (h9/h11), tourné, barre noire, tel que forgé |
| Traitement thermique | STA / BASCA / Recuit (à préciser dans la demande de devis) |
| Certificat d'essai en usine | EN 10204 3.1 (fourni avec chaque commande) |
| MOQ | Barre rectifiée : 50 kg ; barre noire / à l'état brut : 100 kg |
| Délai d'exécution | Articles en stock : 5 à 10 jours ouvrés ; articles non disponibles en stock : 4 à 10 semaines |
Le Ti-5553, désigné Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr, est classé parmi les alliages de titane de type « near-beta ». La stratégie d’alliage combine quatre éléments stabilisateurs de la phase bêta — le vanadium, le molybdène, le chrome et le fer — avec l’aluminium comme principal stabilisateur de la phase alpha. Cette composition chimique place l’alliage à proximité de la limite de transus bêta (~860 °C), ce qui permet d’obtenir une large gamme de combinaisons de propriétés mécaniques grâce au traitement thermique. Il en résulte un matériau capable d’atteindre des résistances à la traction comprises entre 1 050 MPa et 1 250 MPa, tout en conservant des valeurs utiles de ductilité et de ténacité à la rupture que les alliages alpha-bêta présentant des niveaux de résistance équivalents ne peuvent égaler.
L'utilisation confirmée de cet alliage dans la poutre du train d'atterrissage principal du Boeing 787 Dreamliner a confirmé son rôle de facteur clé dans la réduction du poids des structures critiques pour la sécurité. Avec une densité de 4,65 g/cm³ — soit environ 5% de plus que le Ti-6Al-4V —, il offre une résistance spécifique nettement supérieure aux niveaux de charge limites de conception typiques des fixations du train d’atterrissage et des empoises d’ailes. Le matériau fourni par des fabricants de titane certifiés bénéficie d’une traçabilité complète par lot de coulée, depuis la fusion du lingot jusqu’à la production des barres, les données d’essais chimiques et mécaniques étant consignées dans le certificat d’essai d’usine EN 10204 3.1 délivré par un organisme de contrôle tiers.
Références croisées standard
| Carrosserie standard | Désignation | Champ d'application |
|---|---|---|
| ASTM | ASTM B348 | Barres et billettes en titane et en alliages de titane — Exigences dimensionnelles et d'essais |
| SAE AMS | AMS 7026 | Référence relative à la composition de l'alliage Ti-5553 — document établissant les limites élémentaires pour cet alliage |
| Chine GB | GB/T 2965 TB8 | Norme nationale chinoise relative aux barres laminées en Ti-5553 |
| FR | EN 10204 3.1 | Type de certificat d'essai en usine — obligatoire pour la chaîne d'approvisionnement aérospatiale |
Note relative aux marchés publics : Le Ti-5553 ne fait l'objet d'aucune spécification AMS dédiée aux barres forgées. Les équipes d'approvisionnement du secteur aérospatial se réfèrent généralement à la norme ASTM B348, combinée à la composition de l'alliage définie dans la norme AMS 7026, ainsi qu'aux exigences des plans clients et à la certification MTC EN 10204 3.1. Cette combinaison est acceptée par l'ensemble des principales chaînes d'approvisionnement aérospatiales de niveau 1.
Valeurs cibles de composition nominale et plages admissibles selon la composition chimique de l'alliage AMS 7026 — référence de composition établie pour le Ti-5553, telle que citée dans la littérature publiée sur les matériaux aérospatiaux. Chaque certificat d'essai d'usine délivré conformément à la norme EN 10204 3.1 comprend une analyse chimique complète traçable jusqu'au lot de coulée, vérifiable par rapport aux limites indiquées ci-dessous.
| Élément | Nominal (wt%) | Min (wt%) | Max (wt%) |
|---|---|---|---|
| Aluminium (Al) | 5.0 | 4.4 | 5.7 |
| Vanadium (V) | 5.0 | 4.0 | 5.5 |
| Molybdène (Mo) | 5.0 | 4.0 | 5.5 |
| Chrome (Cr) | 3.0 | 2.5 | 3.5 |
| Fer (Fe) | — | — | 0.25 |
| Oxygène (O) | — | — | 0.18 |
| Azote (N) | — | — | 0.05 |
| Carbone © | — | — | 0.05 |
| Hydrogène (H) | — | — | 0.015 |
| Titane (Ti) | Équilibre | — | — |
Les équipes d'approvisionnement qui se procurent du Ti-5553 auprès d'un fabricant, quel qu'il soit, doivent exiger que le certificat d'analyse chimique mentionne explicitement tous les éléments ci-dessus par rapport aux limites de la norme AMS 7026 — et pas seulement les quatre principaux éléments d'alliage. Le contrôle de la teneur en oxygène et en hydrogène est particulièrement important pour les applications où la résistance à la fatigue est cruciale ; la cosignature du certificat d'analyse métallurgique (MTC) par un organisme d'inspection tiers apporte la confirmation indépendante que les valeurs déclarées reflètent la composition chimique réelle du lot de coulée.
Le Ti-5553 est proposé dans deux états de traitement thermique principaux. Le choix entre ces deux états détermine le compromis entre résistance et ténacité pour l'application finale. Les équipes chargées des achats doivent préciser l'état requis dans l'appel d'offres ou le bon de commande, car les propriétés mécaniques varient considérablement d'un état à l'autre.
STA (traité par bain et vieilli) : Traitement en solution au-dessus du transus bêta, suivi d'un vieillissement. Optimise le rendement et la résistance à la traction. Recommandé pour les éléments de structure soumis à des charges élevées, dont la conception est déterminée par la résistance ultime.
BASCA (recuit bêta, refroidissement lent et vieillissement) : Recuit bêta suivi d'un refroidissement lent en four et d'un vieillissement. Permet d'obtenir une microstructure plus grossière qui améliore la ténacité à la rupture et la résistance à la propagation des fissures de fatigue, tout en n'entraînant qu'une légère diminution de la résistance mécanique. Privilégié pour les poutres de train d'atterrissage et la structure primaire lorsque la certification de tolérance aux dommages est requise.
| Propriété | Norme d'essai | Condition STA | Condition BASCA |
|---|---|---|---|
| Résistance ultime à la traction (UTS) | ASTM E8 | 1 050 – 1 250 MPa | 1 050 – 1 150 MPa |
| 0,21 TP3T Limite d'élasticité (YS) | ASTM E8 | 1 000 – 1 100 MPa | 950 – 1 050 MPa |
| Allongement (5d) | ASTM E8 | 5 – 12% | 6 – 8% |
| Résistance à la rupture K₁c | ASTM E399 | 44 – 59 MPa√m | 65 – 85 MPa√m |
Les données relatives à la réduction de section et à la dureté varient considérablement en fonction du diamètre de la barre et du cycle de traitement thermique ; veuillez consulter le certificat de conformité EN 10204 3.1 pour connaître les valeurs spécifiques à chaque lot de traitement thermique. Les données sur les propriétés ci-dessus sont tirées de la fiche technique Ti-5553 d'Aubert & Duval et de l'ouvrage de Fanning et al. (2007), TIMET.
Comparaison avec le Ti-6Al-4V (nuance 5, recuit d'usine) :
| Propriété | Ti-5553 STA | Ti-6Al-4V recuit au laminoir | Différence |
|---|---|---|---|
| UTS | environ 1 200 MPa | ~930 MPa | +29% |
| YS | ~1 050 MPa | ~860 MPa | +22% |
| K₁c (BASCA) | ~70 MPa√m | ~55 MPa√m | +27% |
| Densité | 4,65 g/cm³ | 4,43 g/cm³ | +5% |
Par rapport au Ti-6Al-4V recuit en usine, le Ti-5553 à l'état STA présente une limite d'élasticité et une résistance à la traction supérieures d'environ 30 à 50%. L'état BASCA offre une ténacité à la rupture supérieure, ce qui en fait l'état privilégié pour les structures primaires d'aéronefs tolérantes aux dommages.
Le Ti-5553 est un alliage spécial de type « near-beta » — il ne s'agit pas d'un produit de base stocké par les distributeurs généraux de titane. Les équipes d'approvisionnement qui se procurent ce matériau pour la première fois se retrouvent face à une liste de fournisseurs plus restreinte que pour la nuance 5, et à des exigences de qualification plus élevées. La liste de contrôle suivante reflète les pratiques standard en matière d'approvisionnement dans le secteur aérospatial pour les barres de titane spécialisées.
Exigences en matière de documentation (non négociables pour les programmes aérospatiaux) :
Capacité du fournisseur à confirmer avant l'appel d'offres :
Les fabricants de titane basés en Chine représentent une part importante de la production mondiale de barres en alliage « near-beta » ; ils opèrent conformément à la norme nationale GB/T 2965 TB8, équivalente à la combinaison des normes ASTM B348 / AMS 7026. Plusieurs fournisseurs chinois exportent des barres en Ti-5553 vers des programmes aérospatiaux de premier rang, conformément au certificat de conformité (MTC) EN 10204 3.1, avec une inspection par un organisme tiers tel que SGS, Bureau Veritas ou TÜV Rheinland.
Lorsque vous vous approvisionnez en Ti-5553 en gros auprès d'une usine de titane chinoise, veillez à vérifier les points suivants :
| Scénario | Approche | Délai de livraison habituel |
|---|---|---|
| Quantités de production répétées (≥ 500 kg) | Commande-cadre avec livraisons échelonnées | 4 à 6 semaines de fabrication + transport |
| Lot unique ou pilote (50 à 200 kg) | Achat au comptant à partir de matériel en stock | 5 à 10 jours ouvrés (si le produit est en stock) |
| Spécifications personnalisées (diamètre extérieur non standard, découpe sur mesure) | Demande de devis accompagnée d'un plan ou d'une fiche technique | 6 à 10 semaines |
| Documentation relative à la qualification des programmes aérospatiaux | Intégrer dans le processus de qualification des fournisseurs | 8 à 16 semaines (tests compris) |
Remarque : les délais d'approvisionnement en titane destiné à l'aérospatiale peuvent s'étendre de 20 à 60 semaines pendant les périodes de forte demande (comme l'ont récemment confirmé les rapports d'approvisionnement du secteur pour la période 2024-2025). Il est vivement recommandé de prendre contact dès que possible avec un fabricant de titane qualifié pour l'approvisionnement dans le cadre d'un nouveau programme.
| Propriété | Valeur | Unité | Notes |
|---|---|---|---|
| Densité | 4.65 | g/cm³ | D'après la fiche technique d'Aubert & Duval |
| Plage de fusion | ~1 580 – 1 650 | °C | Plage approximative de la ligne de solidus-liquidus |
| Température de Beta Transus | ~860 | °C | D'après Aubert & Duval ; Fanning et al. (2007) |
| Module d'élasticité | 80 – 114 | GPa | Dépend du traitement thermique ; environ 114 GPa à l'état STA après vieillissement complet |
| Coefficient de Poisson | ~0.33 | — | — |
| Conductivité thermique | ~7–8 | W/(m·K) | Valeurs approximatives ; valeurs des alliages bêta ; les données exactes dépendent du traitement thermique |
| Coefficient de dilatation thermique | ~8.6 | µm/(m·°C) | 20–300 °C |
La barre ronde en Ti-5553 est prescrite lorsque, pour un composant métallique structurel, il est nécessaire d’obtenir simultanément une résistance statique élevée, une bonne tolérance aux dommages et une bonne résistance à la fatigue. Les commandes en gros destinées aux programmes structurels aérospatiaux sont généralement passées 3 à 6 mois avant les dates prévues pour l’usinage, afin de tenir compte des délais de la chaîne d’approvisionnement et des exigences de qualification.
Principales applications dans le domaine aérospatial
Défense et armée
Secteurs industriels et émergents
Le Ti-5553 est nettement plus difficile à usiner que le Ti-6Al-4V. La teneur plus élevée en alliage augmente la tendance à l'écrouissage, réduit la conductivité thermique (déjà faible dans le titane) et accélère l'usure des outils aux vitesses de coupe adaptées à la nuance 5. Les ateliers d'usinage qui passent du Ti-6Al-4V au Ti-5553 doivent prévoir des budgets d'outillage plus importants et des vitesses de coupe réduites lorsqu'ils évaluent les coûts des matières premières auprès de n'importe quel fournisseur de titane.
Paramètres de coupe de départ (tournage, outils en carbure)
| Paramètres | Ti-5553 | Ti-6Al-4V | Notes |
|---|---|---|---|
| Vitesse de glissement (Vc) | 18 à 25 m/min | 40 à 55 m/min | Réduction ~50% |
| Avance par tour | 0,10 – 0,15 mm/tour | 0,15 – 0,20 mm/tour | Réduire en cas de conditions difficiles |
| Profondeur de coupe | 0,5 – 2,0 mm | 1,0 – 3,0 mm | Il est recommandé d'opter pour des passages moins profonds |
| Liquide de refroidissement | Nettoyage à haute pression (plus de 70 bars) | Inondation classique | Obligatoire ; réduit les dommages thermiques |
| Qualité de l'outil | Carbure submicronique, revêtement PVD-TiAlN | Carbure standard | Affûtage des arêtes requis |
Risque « Alpha-Case » : Le Ti-5553, comme tous les alliages de titane, forme une couche superficielle enrichie en oxygène (couche alpha) lorsqu’il est exposé à des températures élevées au contact de l’air. Cette couche dure et cassante doit être entièrement éliminée après le forgeage et le traitement thermique avant toute opération d’usinage critique du point de vue de la fatigue. L'usinage à partir de barres brutes sans vérification préalable de la préparation de surface n'est pas recommandé pour les composants aérospatiaux.
Recommandations concernant la durée de vie des outils : La durée de vie de l'outil devrait être de 40 à 60% inférieure à celle observée pour des opérations équivalentes sur du Ti-6Al-4V. Les plaquettes en carbure dotées d'une géométrie positive tranchante, d'un revêtement PVD et d'un bord honé réduisent la formation de dépôts sur l'arête de coupe. Les outils en céramique ne sont généralement pas adaptés au Ti-5553.
Plage de diamètres et classes de tolérance
| État de la surface | Gamme de diamètres | Classe de tolérance | Utilisation typique |
|---|---|---|---|
| Barre de mise à la terre | 10 – 150 mm | h9 / h11 | Usinage de précision, pièces forgées pour l'aérospatiale |
| Bar tourné | 20 – 200 mm | h11 / h12 | Usinage général, ébauches de structures |
| Barre noire (laminée à froid) | 25 – 300 mm | ± 1% OD | Usinage de dégrossissage, pièces forgées de grande taille |
| Tel que forgé | 80 à 300 mm | Dépendant du dessin | Ébauches de forgeage sur mesure |
Options de longueur standard
Commandes OEM / sur mesure
Nous répondons aux commandes sur mesure des équipes d'approvisionnement qui ont besoin de diamètres non standard, de tolérances plus strictes ou de cotes issues des plans fournis par le client. Veuillez indiquer les informations suivantes dans votre demande de devis afin que nous puissions vous communiquer un délai de livraison et un prix précis :
Chaque commande de barres rondes Ti-5553 est accompagnée d'un certificat d'essai d'usine complet délivré conformément à la norme EN 10204 3.1. Ce type de document exige que les résultats des essais soient validés par un organisme de contrôle tiers — et non auto-certifiés par le fournisseur — et assure la traçabilité requise par les programmes d'audit AS9100 et Nadcap.
Dossier de documentation (standard)
Documents facultatifs
Q1 : Quelle est la composition chimique nominale du Ti-5553 ?
Le Ti-5553 contient, en poids, 5% d'aluminium, 5% de molybdène, 5% de vanadium et 3% de chrome, le reste étant constitué de titane. La teneur en chrome est limitée à un maximum de 3,5 % en poids, conformément à la norme AMS 7026. Chaque livraison provenant d'un fabricant de titane agréé est accompagnée d'un certificat d'analyse chimique complet permettant de vérifier le respect de ces limites.
Q2 : Quelle est la différence entre le Ti-5553 et le Ti-6Al-4V (nuance 5) ?
Le Ti-6Al-4V est un alliage alpha-bêta dont la résistance à la traction typique après recuit d'étirage est d'environ 930 MPa. Le Ti-5553 à l'état STA atteint 1 050 à 1 250 MPa, soit environ 30 à 50% de plus selon le traitement thermique. Le Ti-5553 à l’état BASCA offre également une ténacité à la rupture nettement supérieure (~70 MPa√m contre ~55 MPa√m pour le Ti-6Al-4V), ce qui le rend préférable pour les structures primaires tolérantes aux dommages. En contrepartie, son usinabilité est réduite (vitesses de coupe inférieures d’environ 50%) et son coût est plus élevé que celui de la nuance 5 vendue en gros.
Q3 : Quelles sont les spécifications applicables à la barre ronde en Ti-5553 ?
La norme ASTM B348 régit les exigences dimensionnelles et d'essai applicables aux barres et billettes de titane. La composition chimique de l'alliage est définie dans la norme AMS 7026. La norme nationale chinoise applicable à cet alliage sous forme de barres est la norme GB/T 2965 TB8. Chaque commande est accompagnée d'un certificat d'essai d'usine EN 10204 3.1. Le Ti-5553 ne dispose pas d'une spécification AMS dédiée aux barres corroyées ; les équipes d'approvisionnement utilisent donc la combinaison de références de composition ASTM B348 + AMS 7026.
Q4 : Quelles sont les propriétés mécaniques du Ti-5553 à l'état STA ?
À l'état STA, la barre ronde en Ti-5553 présente généralement les caractéristiques suivantes : une résistance à la rupture (UTS) de 1 050 à 1 250 MPa, une limite d'élasticité (0,2%) de 1 000 à 1 100 MPa, un allongement de 5 à 12% et une ténacité à la rupture K₁c de 44 à 59 MPa√m. Dans l’état BASCA, la ténacité à la rupture s’améliore pour atteindre 65 à 85 MPa√m. Les valeurs réelles dépendent du diamètre de la barre, du cycle exact de traitement thermique et du lot de production — tous ces éléments étant indiqués sur le certificat de contrôle de matériau (MTC) EN 10204 3.1.
Q5 : Quels sont les paramètres d'usinage recommandés pour le Ti-5553 ?
Paramètres de départ pour le tournage au carbure : vitesse superficielle 18–25 m/min (environ 50% de Ti-6Al-4V), avance 0,10–0,15 mm/tr, profondeur de coupe 0,5–2,0 mm, avec arrosage à haute pression (70 bars et plus obligatoires). Il est recommandé d’utiliser des plaquettes en carbure submicroniques à revêtement PVD avec des arêtes honées. Les outils en céramique ne conviennent pas au Ti-5553.
Q6 : Fournissez-vous des certificats d'essai en usine (MTC) avec les livraisons ?
Oui. Chaque commande est accompagnée d'un certificat d'essai d'usine EN 10204 3.1 comprenant l'analyse chimique complète et les résultats des essais mécaniques, traçables jusqu'au lot de production. Ce document est délivré par un organisme de contrôle indépendant et répond aux exigences de traçabilité des audits AS9100 et Nadcap.
Q7 : Quelle est la quantité minimale de commande (MOQ) pour les barres rondes en Ti-5553 ?
La quantité minimale de commande (MOQ) dépend du diamètre et de l'état de surface. Les barres rectifiées sont disponibles à partir de 50 kg. Les barres noires et les barres à l'état laminé sont disponibles à partir de 100 kg. Les commandes sur mesure peuvent être traitées dans le respect de ces quantités minimales. Envoyez-nous une demande de devis en précisant le diamètre, la longueur, le traitement thermique souhaité et la quantité requise pour obtenir une confirmation du délai de livraison et de la disponibilité dans un délai d'un jour ouvré.
Q8 : Quels sont les principaux secteurs d'activité qui utilisent les barres en Ti-5553 ?
Les secteurs de l'aérospatiale et de la défense représentent la majeure partie de la consommation de Ti-5553, notamment pour les longerons de train d'atterrissage, les fixations d'ailes et les pièces forgées structurelles du fuselage. Les marchés secondaires comprennent les composants de châssis pour le sport automobile de haute performance et les ateliers d’usinage d’implants médicaux qui nécessitent une alternative plus résistante au Ti-6Al-4V ELI lorsque la fatigue est un facteur déterminant dans la conception.
Nos produits en titane et nos capacités de fabrication apportent une grande valeur ajoutée à de nombreuses industries. Voici les principaux avantages qui font de HonTitan un partenaire fiable.
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HonTitan fabrique des matériaux en titane qui sont très solides pour leur poids et qui résistent très bien à la corrosion. Ils sont donc stables et peuvent être utilisés dans les domaines de l'aérospatiale, de la médecine, de la chimie et de la marine.
