Le titane de grade 7 (UNS R52400, ASTM B265) est un titane commercialement pur auquel on ajoute 0,12 à 0,25 % en poids de palladium. Cette faible teneur en Pd modifie fondamentalement le comportement de l’alliage dans les milieux acides réducteurs — des milieux dans lesquels les grades de titane standard se corrodent rapidement. La nuance 11 présente la même teneur en palladium, mais utilise une base à plus faible teneur en oxygène et en fer (équivalente au titane commercialement pur de nuance 1), ce qui lui confère une résistance à la corrosion identique, associée à une meilleure ductilité et une meilleure formabilité à froid. Pour la plupart des applications structurelles et de traitement chimique, la nuance 7 est le choix par défaut. La nuance 11 est spécifiée lorsque la fabrication nécessite un emboutissage profond, un cintrage de tubes ou un formage à paroi mince. Ce guide traite du mécanisme d’action du palladium, des différences de propriétés entre les deux nuances et fournit des conseils pratiques pour le choix de la nuance appropriée.
Qu'est-ce que le titane de grade 7 ?
Le Grade 7 est un alliage de titane commercialement pur de phase alpha, caractérisé par un seul ajout contrôlé : 0,12–0,25 % en poids de palladium %. Tous les autres paramètres de sa composition correspondent à ceux du titane CP de grade 2 : la même teneur maximale en fer que celle du 0.30%, la même teneur maximale en oxygène que celle du 0.25%, ainsi que les mêmes limites interstitielles pour le carbone, l'azote et l'hydrogène.
| Élément | Limite de 7e |
|---|---|
| Palladium | 0,12–0,251 TP3T |
| Le fer | ≤ 0,30% |
| Oxygène | ≤ 0,25% |
| Carbone | ≤ 0,08% |
| Azote | ≤ 0,03% |
| Hydrogène | ≤ 0,015% |
| Titane | Équilibre |
Sa désignation UNS est R52400. Dans les normes européennes, il est répertorié sous le numéro de matériau 3.7235. L'ASTM couvre la nuance 7 dans plusieurs normes relatives à différentes formes de produits : B265 (bandes, tôles, plaques), B337/B338 (tubes), B348 (barres et billettes) et B861 (tubes sans soudure), entre autres.
La composition de base étant essentiellement celle de la nuance 2, les propriétés mécaniques sont pratiquement identiques à celles de la nuance 2. La limite d'élasticité minimale est de 275 MPa (40 ksi), la résistance à la traction maximale est de 345 MPa (50 ksi) et l'allongement minimal est de 20%. Le module d'élasticité est de 108 GPa. La densité est de 4,51 g/cm³.
C'est grâce à sa teneur en palladium que la nuance 7 trouve sa place dans un cahier des charges. À 0,2 % en poids — soit moins d'un quart de pour cent —, le palladium améliore considérablement la résistance à la corrosion de l'alliage dans des environnements réducteurs, tout en conservant des propriétés mécaniques et une usinabilité pratiquement identiques à celles de la nuance 2.
Remarque concernant la classe de 7H : L'ASTM définit également la nuance 7H, qui présente la même plage de teneur en palladium et les mêmes limites de composition, mais pour laquelle la résistance à la traction maximale (UTS) minimale est fixée à une valeur plus élevée, à savoir 400 MPa (58 ksi). La nuance 7H est spécifiée lorsque les concepteurs ont besoin d'une résistance plus élevée sans pour autant passer à une nuance alliée telle que le Ti-6Al-4V.
Le mécanisme du palladium : pourquoi 0,2% change tout
Le titane pur non allié forme un film passif de TiO₂ dense et auto-réparateur dans les milieux oxydants et neutres. C’est pourquoi le titane de grade 2 résiste sans problème à l’eau de mer, aux acides oxydants dilués et à la plupart des environnements chlorurés. Le problème réside dans les milieux réducteurs : acide chlorhydrique dilué, acide sulfurique tiède ou acide fluorhydrique à faible concentration. Dans ces conditions, les espèces oxydantes sont insuffisantes pour maintenir le film passif, et la surface du titane commence à se dissoudre.
Le palladium résout ce problème grâce à un mécanisme de dépolarisation cathodique.
Le palladium (Pd) est un métal noble dont le surpotentiel d'hydrogène est nettement inférieur à celui du titane. Lorsque le palladium est présent à la surface — même à une concentration de 0,15 à 0,20 % en poids —, il agit comme un site préférentiel pour la réaction de dégagement d'hydrogène :
2H⁺ + 2e⁻ → H₂
Cette réaction consomme des protons au niveau des sites de Pd, ce qui augmente le potentiel mixte de la surface de l'alliage. Ce décalage est suffisamment important pour faire passer le potentiel de corrosion de la zone de dissolution active vers la zone passive, où le film de TiO₂ est stable — même en l'absence d'espèces oxydantes externes. Résultat : le Grade 7 reste passif dans les acides réducteurs, alors que le titane pur se corrode activement.
Ce mécanisme a été mis en évidence dans des travaux de recherche publiés par Johnson Matthey dès les années 1960, puis confirmé par des études électrochimiques menées tout au long des années 1990 et 2000, notamment dans le cadre de travaux commandés par le CNRC portant sur le comportement des alliages de titane dans les environnements des dépôts de déchets nucléaires.
Ce contre quoi le palladium n'offre aucune protection :
Le mécanisme de dépolarisation cathodique présente des limites. À des concentrations élevées d’acide — HCl concentré au-delà d’environ 20% à des températures élevées, ou H₂SO₄ bouillant au-delà d’environ 10% —, les sites de surface du Pd sont submergés et le film passif se dégrade. Le Grade 7 reste également sensible à l’attaque dans des environnements fluorés fortement réducteurs (HF anhydre) et dans des conditions fortement alcalines au-delà d’un pH de 12. La corrosion interstitielle dans les chlorures concentrés à haute température reste un sujet de préoccupation, bien que la résistance du Grade 7 soit nettement supérieure à celle du Grade 2 à cet égard.
Principale implication technique : la nuance 7 élargit considérablement la plage de fonctionnement en toute sécurité en réduisant les environnements contenant des chlorures d'acide, mais elle ne rend pas pour autant le titane totalement insensible à la corrosion.
Titane de grade 7 vs titane de grade 11 : principales différences
Les nuances 7 et 11 présentent une teneur en palladium identique (0,12–0,25 % en poids) et, par conséquent, une résistance à la corrosion identique. La différence réside uniquement dans la pureté du titane de base.
- 7e année est construit sur une base de catégorie 2 — teneurs maximales autorisées en oxygène (≤ 0,25%) et en fer (≤ 0,30%)
- 11e année est constitué d'une base de catégorie 1 — faible teneur en oxygène (< 0,18%) et en fer (< 0,20%)
Des teneurs en interstitiels plus faibles se traduisent par une limite d'élasticité plus faible, mais une ductilité plus élevée. Voilà en une phrase tout le compromis entre la nuance 7 et la nuance 11.
| Propriété | 7e (UNS R52400) | 11e (UNS R52250) |
|---|---|---|
| Teneur en Pd | 0,12–0,251 TP3T | 0,12–0,251 TP3T |
| Fe max | 0.30% | 0.20% |
| O max | 0.25% | 0.18% |
| Limite d'élasticité (min.) | 275 MPa (40 ksi) | 172 MPa (25 ksi) |
| Résistance à la traction (min.) | 345 MPa (50 ksi) | 241 MPa (35 ksi) |
| Allongement (min) | 20% | 25% |
| Module d'élasticité | 108 GPa | 103 GPa |
| Densité | 4,51 g/cm³ | 4,51 g/cm³ |
| Conductivité thermique | ~17 W/m·K | ~20,6 W/m·K |
| Résistance à la corrosion | Excellent | Excellent (équivalent au niveau 7) |
| Formabilité à froid | Bon | Très bon |
| Équivalent de base primaire | Ti de qualité 2 CP | CP Ti de grade 1 |
La différence de 103 MPa entre les limites d'élasticité des deux nuances n'est pas négligeable pour la conception des récipients sous pression et des éléments de structure. Une paroi de récipient calculée pour la nuance 7 peut être de 20 à 251 TP3T plus fine qu’une paroi conçue pour la limite d’élasticité minimale de la nuance 11, ce qui a une incidence directe sur le coût des matériaux — même si l’alliage brut contenant du palladium est plus cher au kilogramme que les nuances de titane pur.
La résistance à la corrosion ne constitue pas un critère de distinction entre la nuance 7 et la nuance 11. Les ingénieurs qui prescrivent la nuance 11 principalement pour sa “ meilleure résistance à la corrosion ” partent d’une idée fausse. Ces deux nuances présentent la même plage de Pd et se comportent de manière identique dans tous les environnements corrosifs testés à ce jour. Le critère de sélection repose sur les exigences de fabrication et les contraintes structurelles, et non sur les performances en matière de corrosion.
Résistance à la corrosion du titane de grade 7 : ce qu’il supporte… et ce qu’il ne supporte pas
L'intérêt pratique du palladium de grade 7 est particulièrement évident dans quatre types d'environnements agressifs où le titane de grade 2 ne résiste pas.
1. Réduction des acides à des concentrations modérées
C'est là le domaine de prédilection de la nuance 7. Le titane pur se passivise mal dans les acides non oxydants, car il n'y a pas d'agent oxydant pour maintenir le film de TiO₂. La nuance 7 contourne cette exigence grâce au mécanisme de dégagement d'hydrogène catalysé par le palladium décrit précédemment.
Concrètement, la classe de 5e aborde :
- Acide chlorhydrique (HCl) : résistant à température ambiante jusqu’à une concentration d’environ 20%, et à des températures élevées dans des concentrations diluées (5–10% à 60–80 °C avec des marges de sécurité appropriées)
- Acide sulfurique (H₂SO₄) : résistant à l'état dilué jusqu'à environ 5% à des températures modérées ; les performances diminuent rapidement au-delà de cette plage
- Acide phosphorique (H₃PO₄) : généralement résistant à des concentrations faibles à modérées
- Flux d'acides mixtes contenant des chlorures : la classe 7 élargit considérablement la marge de sécurité par rapport à la classe 2
Ces limites ne constituent pas des seuils fixes : la température, la vitesse, l'aération et la présence d'autres espèces font toutes varier le seuil de corrosion. La réalisation d'essais de qualification dans l'environnement réel du procédé est la pratique courante pour les équipements critiques.
2. Saumures chaudes et solutions de chlorure
Le titane non allié présente déjà de bonnes performances dans l'eau de mer à température ambiante, mais la corrosion interstitielle devient un problème dans les saumures chaudes et concentrées (au-dessus de 70–80 °C) ou dans les zones de chlorure à circulation stagnante, telles que les joints entre les tubes et la plaque tubulaire. La nuance 7 augmente la température critique de corrosion interstitielle et prolonge la durée de vie utile dans ces conditions.
C'est pourquoi les échangeurs de chaleur et les tubes d'évaporation des usines de dessalement, utilisés dans des environnements où la saumure est à haute température, constituent une application courante.
3. Milieux à oxydants mixtes : chlore humide et hypochlorite
La nuance 7 résiste bien au chlore gazeux humide, au dioxyde de chlore et à l'hypochlorite de sodium — des environnements que l'on retrouve dans les usines de blanchiment de la pâte à papier et du papier, ainsi que dans les installations de traitement de l'eau. L'ajout de Pd réduit le risque d'inflammation ou de corrosion interstitielle pouvant survenir avec le titane pur en présence de chlore sec ou concentré.
4. Environnements contenant des déchets nucléaires humides (exploitation de longue durée)
La formation « Grade 7 » a fait l'objet d'études approfondies dans le cadre de projets de stockage de déchets nucléaires (notamment le projet « Yucca Mountain » du ministère américain de l'Énergie). Des travaux de recherche publiés dans la revue Corrosion (Vol. 61, n° 10, AMPP) a évalué la nuance 7 et les alliages apparentés dans des conditions propres à un site de stockage à long terme : eaux souterraines acides, champs de rayonnement gamma et environnements susceptibles de présenter des interstices. La nuance 7 a montré des améliorations mesurables par rapport à la nuance 2 dans ces conditions, la résistance à la corrosion interstitielle étant le principal avantage mis en avant.
Lorsque le niveau 7 n'offre pas une protection fiable :
| Environnement | Résultats de la 7e classe | Note |
|---|---|---|
| HCl concentré (>20% à température ambiante, ou dilué à >100 °C) | Corrosion active | Même Pd ne peut pas rester passif |
| H₂SO₄ concentré (>10–15%) | Corrosion active | Utiliser de l'Hastelloy C-276 ou du tantale |
| HF anhydre | Corrosion active | Pas de résistance au fluorure dans l'HF pur |
| Alcalin fort (NaOH >30% à température élevée) | Risque de corrosion | Les nuances de titane sont généralement sensibles à des pH supérieurs à 12 |
| Acide nitrique fumant rouge | Risque pyrophorique | Le titane est interdit |
| Chlore gazeux sec à haute température | Risque d'incendie lié au titane | La 7e ne résout pas ce problème |
Quand privilégier la 11e année plutôt que la 7e année
La nuance 11 existe pour une raison principale : les situations de fabrication dans lesquelles la résistance légèrement supérieure de la nuance 7 entraîne des difficultés de formage et où le concepteur ne peut tolérer le risque de fissuration ou de retour élastique.
Les cas d'application où la nuance 11 est le choix approprié :
Tubes à paroi mince présentant des rayons de courbure réduits. La limite d'élasticité minimale de 172 MPa de la nuance 11, contre 275 MPa pour la nuance 7, signifie que le matériau subit un écrouissage moins important et présente une moins grande reprise élastique lors de la flexion. Pour les tubes d'échangeurs thermiques ondulés, les configurations en coude en U ou les joints de dilatation soudés de petit diamètre, la souplesse de la nuance 11 constitue un avantage.
Pièces embouties. Les opérations de formage impliquant une réduction importante de la surface — plaques tubulaires, embouts formés, géométries complexes de brides — tirent parti de l’allongement plus élevé de la nuance 11 (25% contre 20% pour la nuance 7) et de sa contrainte d’écoulement plus faible. La rupture lors du formage est le risque que la nuance 11 permet d’atténuer.
Applications dans lesquelles la ductilité des soudures est essentielle. Ces deux nuances sont soudables, mais la nuance 11 permet d'obtenir des soudures présentant des contraintes résiduelles légèrement inférieures et une ductilité supérieure. Pour les équipements soumis à des cycles thermiques, les zones de soudure de la nuance 11 offrent une marge de sécurité plus importante avant l'apparition de fissures.
Quand la 7e est le meilleur choix :
| Scénario | Niveau préféré | Motif |
|---|---|---|
| Récipients sous pression et colonnes | 7e année | Rendement plus élevé → paroi plus fine, coût des matériaux réduit |
| Châssis et supports structurels | 7e année | Conception structurelle limitée par la limite d'élasticité : la nuance 7 permet d'utiliser des sections transversales plus petites |
| Fabrication de tôles et de plaques par formage classique | 7e année | Une formabilité équivalente à celle du grade 2 est suffisante pour la plupart des travaux sur tôle |
| Fonctionnement à haute température (sous pression) | 7e année | Sol présentant une résistance mécanique accrue à température élevée |
| Tubes standard en tronçons droits | 7e année | Aucun avantage en matière de formation à partir de la 11e classe |
La réalité concrète dans la plupart des cas de figure en matière d'achats : La qualité 7 est plus largement disponible en stock, tandis que la qualité 11 doit faire l'objet d'une commande spéciale auprès de la plupart des centres de service. Lorsque les contraintes de fabrication ne constituent pas un obstacle, le Grade 7 s'impose comme le choix par défaut, ne serait-ce qu'en raison de sa disponibilité sur le marché.
Applications concrètes des programmes de 5e et de 1ère
Ces deux nuances s'adressent au même secteur d'activité. Le choix de la nuance dans le cadre d'un projet donné dépend de la géométrie des composants et des contraintes de résistance, et non de l'environnement corrosif.
Industrie de la transformation chimique
Les échangeurs de chaleur traitant des flux d’acides mixtes, les épurateurs utilisés avec du HCl gazeux et les cuves de réaction destinées à la synthèse d’acides organiques constituent les principaux cas d’utilisation. La nuance 7 est prescrite pour les tubes d’échangeurs de chaleur à calandre et tubes lorsque le côté process contient du HCl dilué ou de l’acide sulfurique chaud. L’argument économique est simple : même avec la majoration liée à l’alliage au palladium, la nuance 7 reste plus rentable qu’une construction entièrement en Hastelloy C-276 lorsque l’on tient compte de l’épaisseur de paroi, de la complexité des soudures et de la main-d’œuvre de fabrication, pour une durée de vie cible identique.
Fabrication de produits pharmaceutiques et de produits de chimie fine
Solvants chlorés, boucles de récupération de catalyseurs à base d'HCl et traitement d'intermédiaires pharmaceutiques dans des environnements acides réducteurs. Des revêtements de cuves de classe 7 et des composants en contact avec le fluide sont prescrits lorsque la classe 2 a présenté une corrosion active lors d'essais à l'échelle du laboratoire.
Dessalement
Faisceaux de tubes de réchauffage de saumure utilisant les technologies de distillation flash à plusieurs étages (MSF) et de distillation à effets multiples (MED). La nuance 7 améliore la résistance à la corrosion interstitielle dans les interstices entre les tubes et la plaque tubulaire, là où la concentration en saumure est la plus élevée et où des conditions de stagnation peuvent se produire pendant les arrêts de production.
Pâte à papier et papier — usine de blanchiment
Les cuves, les canalisations et les récipients destinés à contenir du dioxyde de chlore (ClO₂), de la solution d'eau de Javel à base d'hypochlorite et des filtrats de lavage acides mixtes. Les nuances 7 et 11 sont toutes deux utilisées ici, la nuance 11 pour les fonds de cuves moulés et la nuance 7 pour la fabrication des tuyaux et des plaques.
Confinement des déchets nucléaires
Le Grade 7 était le matériau principal envisagé pour la barrière externe des composants du bouclier anti-gouttes et des conteneurs de déchets dans les sites de stockage de déchets nucléaires de haute activité proposés. L’exigence de conception principale était une résistance à la corrosion de plus de 10 000 ans dans un environnement d’eaux souterraines susceptible de s’acidifier au fil du temps. L’ajout de palladium dans la nuance 7 a été le facteur déterminant qui l’a fait l’emporter sur les alternatives que constituaient les nuances 2 et 12.
Offshore et maritime
Les canalisations en titane destinées au transport de l'eau de mer sont la norme sur les plateformes offshore depuis des décennies. Lorsque les flux de procédé mélangent de l'eau de mer à du fluide de forage ou à des additifs acides pour boues de forage, le titane de grade 7 offre une protection contre les phénomènes d'acidité réductrice pouvant survenir lors des opérations d'acidification des puits.
Crédit photo : Uwe Aranas / Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)
Vivre la 5e : options et alternatives
Classe de 7H — Composition identique à celle de la nuance 7, mais la résistance à la traction uniaxiale (UTS) minimale est portée à 400 MPa (58 ksi) conformément à la norme ASTM. Utilisé lorsqu’une contrainte de calcul plus élevée est requise, tout en conservant la résistance à la corrosion de la nuance 7, mais sans ajouts d’alliages tels que l’aluminium ou le vanadium. Disponible sous les mêmes formes que la nuance 7.
11e année contre 17e année — La nuance 17 repose sur la même base que la nuance 11, mais ne contient que 0,04 à 0,08 % en poids de Pd — soit environ la moitié de la teneur en palladium. Cela permet de réduire le coût des matières premières, mais restreint la plage de résistance à la corrosion. La nuance 17 convient aux environnements légèrement réducteurs où la teneur totale en Pd des nuances 11 et 7 serait surdimensionnée. Pour les applications en HCl agressif ou en acide sulfurique chaud, la nuance 17 ne constitue pas un substitut sûr.
La terminale comme alternative à la 5e — Certaines équipes d’approvisionnement comparent les nuances Grade 7 et Grade 12 en les qualifiant de titane “ à résistance accrue à la corrosion ”. Elles ne sont toutefois pas équivalentes. La nuance 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni, UNS R53400) offre une meilleure résistance à la corrosion caverneuse grâce à des ajouts de nickel et de molybdène, qui sont bien moins coûteux que le palladium. La nuance 12 coûte moins cher au kilogramme. Cependant, la nuance 12 n’égale pas la nuance 7 dans les environnements acides réducteurs : le nickel et le molybdène ne reproduisent pas le mécanisme de dépolarisation cathodique assuré par le palladium. Dans les environnements où la nuance 7 a fait l’objet d’une évaluation spécifique (HCl dilué à température élevée, service en présence de chlorures acides réducteurs), la nuance 12 ne constitue pas un substitut équivalent.
Lorsque la classe 29 figure dans le cahier des charges — La nuance 29 (Ti-3Al-2,5V + Pd) associe le palladium à l'aluminium et au vanadium pour des applications exigeant une résistance mécanique élevée et une résistance à la corrosion dans des environnements réducteurs. Il s'agit d'une nuance destinée au secteur aérospatial qui n'est généralement pas utilisée dans les équipements de traitement des produits chimiques de base.
Questions fréquemment posées
Quel est le pourcentage de palladium présent dans le titane de grade 7 ?
La norme ASTM spécifie une teneur en palladium comprise entre 0,12 et 0,25 % en poids pour la nuance 7. La valeur nominale couramment utilisée dans les références techniques et la documentation industrielle est comprise entre 0,15 et 0,20 %, parfois notée sous la forme abrégée “ Ti-0,2Pd ”. La nuance 11 présente la même plage de teneur en palladium.
Le titane de grade 7 présente-t-il la même résistance à la corrosion que celui de grade 11 ?
Oui. Ces deux nuances contiennent entre 0,12 et 0,25 % en poids de Pd et présentent un comportement identique dans tous les environnements corrosifs étudiés à ce jour. La nuance 7 présente une limite d'élasticité plus élevée (275 MPa contre 172 MPa au minimum) car sa composition de base est équivalente à celle de la nuance 2 plutôt qu'à celle de la nuance 1. Si une spécification exige la résistance à la corrosion de la nuance 7 avec une formabilité maximale, la nuance 11 est le choix approprié — et non une nuance à plus forte teneur en Pd.
Le titane de grade 7 résiste-t-il à l'acide chlorhydrique ?
Le Grade 7 résiste à l'acide chlorhydrique dilué à température ambiante jusqu'à une concentration d'environ 20%. À des températures élevées, la limite de concentration diminue — environ 5–10% à 60 °C, en tenant compte des marges de sécurité techniques. La limite précise dépend de la température, de la vitesse d'écoulement, de l'aération et de la présence d'autres espèces. Pour les applications critiques, la méthode de qualification standard consiste à réaliser des essais de corrosion sur des échantillons placés directement dans le flux de process.
Pourquoi utilise-t-on du palladium plutôt que d'augmenter simplement la pureté du titane ?
Le titane de plus haute pureté (grade 1) améliore la ductilité mécanique, mais n’améliore pas la résistance à la corrosion dans les acides réducteurs. Le problème du grade 2 dans les environnements réducteurs est d’ordre électrochimique : le potentiel de corrosion se situe dans la zone de dissolution active, en l’absence d’espèces oxydantes susceptibles de le faire passer en phase passive. L'augmentation de la pureté ne modifie pas l'électrochimie. Le palladium, en revanche, la modifie en fournissant des sites cathodiques qui déplacent le potentiel vers la zone de passivation, quel que soit l'environnement oxydant externe.
Comment le Grade 7 se comporte-t-il par rapport à l'Hastelloy C-276 en milieu acide ?
L'Hastelloy C-276 (alliage Ni-Mo-Cr) offre une meilleure résistance à la corrosion sur une plage plus large de concentrations d'acide et de températures, y compris dans des environnements réducteurs et oxydants. La nuance 7 est plus compétitive en termes de coût pour les applications en milieu acide réducteur à concentration faible à modérée, où le C-276 constituerait un surdimensionnement. La nuance 7 est également nettement plus légère (4,51 g/cm³ contre 8,89 g/cm³ pour le C-276), ce qui réduit les besoins en structures de soutien et les coûts d’installation liés au poids. Pour les concentrations ou les températures dépassant les limites documentées de la nuance 7, le C-276 ou le tantale constituent généralement les alternatives.
Peut-on souder des aciers de nuance Grade 7 et Grade 11 ?
Oui. Ces deux nuances se soudent facilement par les procédés GTAW (TIG), GMAW, à arc plasma et par faisceau d'électrons. Les mêmes précautions s'appliquent que pour tout soudage du titane : protection par gaz inerte sur la face de soudure, purge arrière au niveau de la racine et protection contre la contamination atmosphérique jusqu'à ce que la zone de soudure refroidisse en dessous d'environ 427 °C (800 °F). Les soudures de la nuance 11 présentent des contraintes résiduelles légèrement inférieures et une ductilité quelque peu supérieure dans la zone affectée thermiquement, ce qui en fait un choix particulièrement adapté aux applications cycliques.
Résumé
Le titane de grade 7 est un titane de grade 2 enrichi en palladium : cet ajout coûte plus cher au kilogramme, mais s’avère rentable dans les environnements où le titane CP standard ne résiste pas. Le mécanisme du palladium est de nature électrochimique : le Pd réduit la surtension d’hydrogène à la surface de l’alliage, déplaçant le potentiel de corrosion vers la zone de passivation, même dans des acides réducteurs incapables de maintenir à eux seuls le film passif de TiO₂. C’est pourquoi l’ajout de 0,21 TP3T de ce métal précieux fait une différence pratique aussi décisive.
La nuance 11 présente la même teneur en palladium que la nuance 7 et, par conséquent, la même résistance à la corrosion. Elle est choisie lorsque l’application exige une ductilité maximale, des rayons de courbure serrés ou un emboutissage profond — des caractéristiques qui découlent de sa nuance de base 1, qui présente une teneur en éléments interstitiels plus faible. En l’absence de ces contraintes, la nuance 7 constitue le choix standard : disponibilité plus large, limite d’élasticité plus élevée et performances anticorrosion identiques.
Pour les environnements dépassant les limites de fiabilité de la classe 7 — HCl concentré à plus de 20%, acide sulfurique dilué en ébullition, HF anhydre —, la solution appropriée n’est pas d’augmenter la teneur en palladium, mais d’opter pour une famille d’alliages totalement différente : l’Hastelloy C-276, l’Inconel 625 ou le tantale, en fonction de la composition chimique spécifique.
