Barre forgée en titane Grade 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) selon ASTM B381 et AMS 4928, fabriquée pour les applications aérospatiales, médicales, pétrolières et gazières, et industrielles de haute performance. Certificat de test usine EN 10204 3.1 inclus avec chaque lot.
Contactez-nous pour obtenir un devis et connaître les délais de livraison actuels.
La barre forgée en titane Grade 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) est le produit en alliage de titane le plus largement spécifié dans les applications structurelles et moteurs aérospatiales, fabriquée via un processus de forgeage à chaud contrôlé selon ASTM B381 et AMS 4928. L'alliage combine une densité de 4,43 g/cm³ avec une résistance à la traction minimale de 931 MPa (135 ksi) pour des sections allant jusqu'à Ø50,8 mm, offrant un avantage en termes de rapport résistance/poids qu'aucun acier conventionnel ou alliage d'aluminium ne peut égaler. Disponible de Ø20 mm à Ø400 mm avec certificats de test EN 10204 3.1 et inspection ultrasonique optionnelle.
| Paramètres | Détail |
|---|---|
| Qualité des matériaux | Grade 5 (Ti-6Al-4V), UNS R56400 |
| Normes principales | ASTM B381 / AMS 4928 / ISO 5832-3 |
| Système d'alliages | Titane Alpha-Bêta (α+β) |
| Diamètre disponible | Ø20 mm – Ø400 mm |
| Longueur disponible | Jusqu'à 6 000 mm (longueurs personnalisées disponibles) |
| État de la surface | Brut de forge ; tourné ; rectifié (Ra ≤ 1,6 µm) ; poli |
| Traitement thermique | Recuit (standard) ; STA disponible sur demande |
| Tolérance | Brut de forge selon ASTM B381 ; h9–h11 (tourné/rectifié) |
| MOQ | 100 kg |
| Délai d'exécution | 2 à 4 semaines (tailles standard) ; 4 à 8 semaines (personnalisées) |
| Certificat d'essai en usine | Conforme à la norme EN 10204, clause 3.1 |
La barre forgée en titane de grade 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) est une barre en alliage de titane alpha-bêta biphasique produite par forgeage à chaud contrôlé, conforme aux normes ASTM B381 et AMS 4928, avec une résistance à la traction minimale de 931 MPa (135 ksi) pour des sections allant jusqu'à Ø50,8 mm — la spécification de référence pour les barres de titane de qualité aérospatiale.
Les performances mécaniques de l'alliage proviennent de deux éléments d'alliage : l'aluminium (5,50–6,75 % en poids), qui stabilise la phase α et maintient la résistance à des températures élevées allant jusqu'à 400 °C ; et le vanadium (3,50–4,50 % en poids), qui stabilise la phase β, améliore la ductilité à température ambiante et permet un traitement thermique à l'état de mise en solution et de vieillissement (STA) pour des résistances à la traction allant jusqu'à 1 170 MPa (170 ksi). Le processus de forgeage — mené au-dessus de la température de transus bêta et achevé dans la plage alpha-bêta — produit une structure de grain raffinée et directionnellement contrôlée qui offre une résistance à la fatigue et une uniformité mécanique mesurablement supérieures sur toute la section de la barre par rapport à une barre laminée ou étirée de composition identique.
| Élément | Symbole | Min (wt%) | Max (wt%) |
|---|---|---|---|
| Aluminium | Al | 5.50 | 6.75 |
| Vanadium | V | 3.50 | 4.50 |
| Le fer | Fe | — | 0.30 |
| Oxygène | O | — | 0.20 |
| Carbone | C | — | 0.08 |
| Azote | N | — | 0.05 |
| Hydrogène | H | — | 0.0125 |
| Yttrium | Y | — | 0.005 |
| D'autres éléments, chacun | — | — | 0.10 |
| Autres éléments, total | — | — | 0.40 |
| Titane | Ti | Équilibre | — |
Les exigences minimales en matière de propriétés mécaniques varient en fonction de la taille de la section transversale, conformément à l'AMS 4928 :
| Taille de la section | résistance à la traction min | Limite d'élasticité min (décalage de 0,2 %) | Allongement sur 50 mm | Réduction de la surface |
|---|---|---|---|---|
| Ø ≤ 50,80 mm (2,000 po) | 931 MPa (135 ksi) | 862 MPa (125 ksi) | 10 % min | 25 % min |
| Ø 50,80–101,60 mm (2–4 po) | 896 MPa (130 ksi) | 827 MPa (120 ksi) | 10 % min | 25 % min |
| Ø 101,60–152,40 mm (4–6 po) | 896 MPa (130 ksi) | 827 MPa (120 ksi) | 10 % min | 20% min |
Méthode d'essai : ASTM E8 (traction), ASTM E18 (dureté), température ambiante.
| Propriété | Valeur typique |
|---|---|
| Résistance à la traction | 1 100–1 170 MPa (160–170 ksi) |
| Limite d'élasticité (décalage de 0,2%) | 965–1 035 MPa (140–150 ksi) |
| Allongement sur 50 mm | 8–10% |
| Réduction de la surface | 15–25% |
STA : traitement de mise en solution à 954°C (1 750°F) pendant 1 heure, trempe à l'eau ; vieillissement à 538°C (1 000°F) pendant 4 heures, refroidissement à l'air. Les propriétés dépendent de la taille de la section et des paramètres spécifiques du processus.
| Propriété | Impérial | Métrique |
|---|---|---|
| Densité | 0,160 lb/in³ | 4,43 g/cm³ |
| Module d'élasticité | 16,5 × 10⁶ psi | 114 GPa |
| Coefficient de Poisson | 0.342 | 0.342 |
| Conductivité thermique | 4,2 BTU/(h·pi·°F) | 7,2 W/(m·K) |
| Coefficient de dilatation thermique | 4,9 × 10⁻⁶ /°F | 8,8 × 10⁻⁶ /°C |
| Chaleur spécifique | 0,13 BTU/(lb·°F) | 560 J/(kg·K) |
| Plage de fusion | 2 995–3 020 °F | 1 646–1 660 °C |
| Température de service (continue) | −350 °F à 750 °F | −210 °C à 400 °C |
| Densité vs Acier au carbone | Environ 57 % de l'acier | Environ 57 % de l'acier |
La barre forgée en Titane Grade 5 atteint une résistance à la fatigue et une uniformité mécanique transversale supérieures à celles des barres laminées ou étirées, car le processus de forgeage contrôle l'orientation des grains en alignement avec l'axe de chargement primaire du composant fini.
Pendant le forgeage à chaud au-dessus du transus bêta (~995°C), suivi d'un traitement thermomécanique dans la gamme alpha-bêta, la microstructure développe un grain primaire-alpha fin et équiaxe entouré d'une matrice bêta transformée. Cette microstructure bimodale offre trois améliorations quantifiables par rapport aux barres laminées :
Pour les composants rotatifs, les récipients sous pression et les structures d'avion critiques en fatigue, ces avantages se traduisent directement par une durée de vie en service plus longue et des modes de défaillance plus prévisibles.
| Paramètres | Gamme standard | Notes |
|---|---|---|
| Diamètre (rond) | Ø20–Ø400 mm | Grands diamètres (>Ø200 mm) par forgeage libre |
| Longueur | Jusqu'à 6 000 mm | Sections plus courtes disponibles ; longueurs personnalisées sur commande |
| Barre plate / carrée | Dimensions personnalisées | Disponible sur demande pour les applications structurelles |
| Surface : brute de forge | Surface calaminée/oxydée selon ASTM B381 | Typique pour les ébauches de composants usinées grossièrement |
| Surface : tournée | Ra ≤ 3,2 µm | Finition usinée standard, tolérance dimensionnelle h11 |
| Surface : rectifiée | Ra ≤ 1,6 µm | Rectifié de précision, tolérance h9 |
| Surface : polie | Ra ≤ 0,8 µm | Applications médicales / critiques en termes de corrosion |
Des diamètres personnalisés, des longueurs spéciales et des pièces forgées proches de la forme nette sont disponibles pour les programmes à grand volume. Contactez l'équipe technique pour les exigences spécifiques en matière de tolérance et de rugosité.
La barre forgée en titane grade 5 Ti-6Al-4V selon ASTM B381 et AMS 4928 est utilisée dans six industries principales où sa combinaison de haute résistance, faible densité, résistance à la corrosion et biocompatibilité ne peut être répliquée par des alliages alternatifs.
Le Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI, Extra Low Interstitial, UNS R56401) est la variante biomédicale du Grade 5 avec des limites plus strictes sur l'oxygène, le fer, l'azote et le carbone, améliorant la ténacité à la rupture et la résistance à la propagation des fissures par fatigue, au prix d'une résistance à la traction minimale légèrement inférieure.
| Propriété | Grade 5 (Ti-6Al-4V) | Grade 23 ELI (Ti-6Al-4V ELI) |
|---|---|---|
| Numéro UNS | R56400 | R56401 |
| Norme de base | ASTM B381 / AMS 4928 | ASTM F620 / AMS 4930 |
| Norme médicale | ASTM F1472 | ASTM F136 |
| Oxygène Max (wt%) | 0.20 | 0.13 |
| Fer Max (wt%) | 0.30 | 0.25 |
| Résistance à la traction Min (≤Ø50 mm) | 931 MPa (135 ksi) | 896 MPa (130 ksi) |
| Limite d'Élasticité Min (≤Ø50 mm) | 862 MPa (125 ksi) | 827 MPa (120 ksi) |
| Ténacité à la Rupture (Kᵢ꜀) | ~55–75 MPa√m | ~65–85 MPa√m |
| Cas d'utilisation principal | Aérospatial, industriel, structurel général | Implants orthopédiques porteurs, cryogénie |
Conseils de spécification : Utilisez le Grade 5 pour les applications aérospatiales, industrielles, pétrolières et gazières, et de sport automobile. Spécifiez le Grade 23 ELI pour les implants porteurs permanents (hanche, genou, colonne vertébrale) où la ténacité à la rupture sous charge physiologique cyclique est le principal facteur de conception.
Chaque lot de production de barres forgées Ti-6Al-4V Grade 5 subit les étapes de qualité suivantes avant expédition :
Certifications disponibles : ISO 9001:2015, AS9100D (sur demande avec documentation de qualification). Inspection par un tiers par SGS, Bureau Veritas et TÜV SÜD disponible à la demande du client.
| Standard | Champ d'application |
|---|---|
| ASTM B381 | Pièces forgées en titane et alliages de titane — norme primaire pour les produits sous forme de barres forgées |
| AMS 4928 | Barres, fils, pièces forgées, ébauches de forgeage, anneaux soudés par étincelage en Ti-6Al-4V — recuits |
| AMS 4920 | Pièces forgées en Ti-6Al-4V — traitées alpha-bêta ou bêta, recuites |
| AMS 4965 | Barres et pièces forgées en Ti-6Al-4V — traitées en solution et vieillies |
| ASTM B348 | Barres et billettes en titane et alliages de titane (applicables aux ébauches de forgeage) |
| ASTM F1472 | Alliage Ti-6Al-4V corroyé pour applications d'implants chirurgicaux |
| ISO 5832-3 | Implants chirurgicaux — matériaux métalliques — alliage Ti-6Al-4V |
| MIL-T-9047 | Barres et billettes en alliage de titane (applications de défense) |
| EN 10204 3.1 | Produits métalliques — types de documents de contrôle (Certificat de test du moulin) |
Le titane de grade 5 est-il identique au Ti-6Al-4V ?
Oui. Le Grade 5 est la désignation ASTM de l'alliage Ti-6Al-4V (UNS R56400), l'alliage de titane le plus largement utilisé dans le monde. Les désignations sont interchangeables : Ti 64, TC4 (norme chinoise), DIN 3.7165 et SAE Grade 5 font toutes référence à la même composition d'alliage avec 5,50–6,75% d'aluminium et 3,50–4,50% de vanadium.
Quelle est la résistance à la traction du titane forgé de Grade 5 ?
Selon l'AMS 4928 (état recuit), la résistance à la traction minimale est de 931 MPa (135 ksi) pour les sections allant jusqu'à Ø50,80 mm, et de 896 MPa (130 ksi) pour les sections de Ø50,80–152,40 mm. En condition traitée en solution et vieillie (STA), la résistance à la traction typique atteint 1 100–1 170 MPa (160–170 ksi), selon la taille de la section et les paramètres de traitement thermique.
Quelle est la différence entre l'ASTM B381 et l'AMS 4928 pour les barres forgées en titane ?
L'ASTM B381 est la norme internationale ASTM qui régit spécifiquement les pièces forgées en titane et en alliage de titane de toutes les qualités, couvrant les applications industrielles générales, chimiques et marines. L'AMS 4928 est la spécification de matériau aérospatial SAE couvrant les barres, pièces forgées et ébauches de forge en Ti-6Al-4V pour les applications critiques aérospatiales ; elle impose des contrôles de processus et des exigences de traçabilité plus stricts, alignés sur les systèmes qualité AS9100. Les équipes d'approvisionnement aérospatiales spécifient généralement l'AMS 4928 ; les équipes d'approvisionnement industrielles peuvent accepter l'ASTM B381.
Quelles sont les caractéristiques d'usinabilité et de soudabilité de la barre forgée Ti-6Al-4V ?
Le Ti-6Al-4V s'usine à environ 25–40% de la cote d'usinabilité des aciers de décolletage. Pratique recommandée : outillage en carbure ou céramique tranchant, vitesses de coupe lentes (15–60 m/min), vitesses d'avance élevées, refroidissement par inondation avec un liquide de coupe non chloré, et bridage rigide de la pièce pour minimiser le broutage. L'alliage est soudable par GTAW (TIG), GMAW (MIG avec blindage inerte) et soudage par faisceau d'électrons ; tout soudage du titane nécessite un blindage à 100% au gaz inerte sur les surfaces avant et arrière pour éviter la fragilisation par l'oxygène/l'azote.
La barre forgée en Ti-6Al-4V de Grade 5 peut-elle être utilisée pour des implants médicaux ?
Le Grade 5 est approuvé pour les applications d'implants chirurgicaux selon les normes ASTM F1472 et ISO 5832-3 lorsqu'il est produit aux niveaux de pureté requis. Pour les implants porteurs permanents (hanche, genou, colonne vertébrale), de nombreux chirurgiens et concepteurs OEM spécifient plutôt le Grade 23 ELI (Ti-6Al-4V ELI, ASTM F136), car ses limites inférieures en oxygène et en fer (O max 0,13%, Fe max 0,25%) produisent une ténacité à la rupture plus élevée sous charge physiologique cyclique. Le Grade 5 est couramment utilisé pour les instruments chirurgicaux, les piliers dentaires et les composants d'implants non permanents.
Quelle documentation de certificat d'essai usine (MTC) est fournie ?
Chaque lot est fourni avec un certificat d'essai usine EN 10204 3.1 documentant : le numéro de coulée, le processus de fusion/forgeage, la composition chimique par ICP-OES et analyse par combustion, les résultats des essais mécaniques (traction, dureté), la conformité aux normes applicables et la signature de l'inspecteur. La norme EN 10204 3.1 exige que le certificat soit validé par un représentant d'inspection agréé indépendant du service de fabrication — la norme reconnue pour les approvisionnements aéronautiques et industriels.
Quelle est la résistance à la corrosion du titane Grade 5 ?
Le Ti-6Al-4V tire sa résistance à la corrosion d'un film d'oxyde passif stable de TiO₂ qui se reforme spontanément dans les environnements oxydants. Cet alliage présente une excellente résistance à l'eau de mer, aux solutions chlorées et à la plupart des acides organiques, et est classé pour le service dans le chlore humide et le dioxyde de chlore. Il n'est pas recommandé pour les conditions anhydres (chlore sec, acide nitrique fumant rouge) où le film passif ne peut pas se former ; les normes ASTM B265 et NACE MR0175/ISO 15156 fournissent des directives de qualification de corrosion pour les environnements de service en présence de sulfure d'hydrogène (sour service).
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.
Nous offrons un délai d'exécution rapide pour les échantillons et les commandes en gros. Grâce à un traitement efficace du titane (découpe, forgeage et usinage CNC), nous garantissons la précision et la rapidité de chaque projet.
De l'usinage CNC complexe au soudage, au formage et à la finition de surface, HonTitan peut produire des pièces en titane personnalisées avec des caractéristiques telles que des trous, des fentes, des filetages, des rainures et des géométries précises.
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.
