Barre hexagonale en titane de grade 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) conformes aux normes ASTM B348-21 et AMS 4928W, disponibles dans des largeurs de 6 mm à 120 mm, avec certificat d'essai d'usine EN 10204 3.1 inclus.
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La barre hexagonale en titane de grade 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) est l'alliage de titane le plus couramment utilisé pour les applications structurelles, aérospatiales et médicales ; elle allie une résistance élevée à une faible densité et une excellente résistance à la corrosion. Disponible conformément aux normes ASTM B348-21 et AMS 4928W, avec certificats d'essai d'usine selon la norme EN 10204 3.1 fournis de série.
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Qualité des matériaux | Grade 5 / Ti-6Al-4V |
| Numéro UNS | R56400 |
| Normes | ASTM B348-21 / AMS 4928W / ISO 5832-3:2021 |
| Système d'alliages | Titane alpha-bêta |
| Formulaires disponibles | Barre hexagonale (section hexagonale) |
| Gamme Across-Flats (AF) | 6 mm – 120 mm (0,25 pouce – 4,75 pouces) |
| Longueur | Jusqu'à 6 000 mm (découpe sur mesure disponible) |
| Tolérance | h9 (au sol) / h11 (tel que dessiné) ; modèles sur mesure disponibles |
| État de la surface | Finition brute, rectifiée, polie |
| Condition | Recuit (standard) ; traité en solution et vieilli (STA) sur demande |
| Certificat d'essai en usine | EN 10204 3.1 — incluse |
| MOQ | 50 kg |
| Délai d'exécution | 7 à 15 jours ouvrés (tailles en stock) ; 20 à 30 jours (sur mesure) |
Le titane de grade 5 (Ti-6Al-4V) conforme à la norme ASTM B348-21 contient entre 5,50 et 6,75% d'aluminium et entre 3,50 et 4,50% de vanadium comme éléments d'alliage principaux, avec des limites strictes concernant les éléments interstitiels (oxygène, azote, hydrogène, carbone) qui déterminent ses performances mécaniques.
| Élément | Min (poids : %) | Max (poids : %) |
|---|---|---|
| Aluminium (Al) | 5.50 | 6.75 |
| Vanadium (V) | 3.50 | 4.50 |
| Fer (Fe) | — | 0.40 |
| Carbone © | — | 0.08 |
| Azote (N) | — | 0.05 |
| Hydrogène (H) | — | 0.0125 |
| Oxygène (O) | — | 0.20 |
| Autres éléments (chacun) | — | 0.10 |
| Autres éléments (total) | — | 0.40 |
| Titane (Ti) | Équilibre | — |
Source : ASTM B348-21, tableau 1, Exigences de composition pour la nuance 5.
Les barres hexagonales en titane de grade 5 à l'état recuit satisfont ou dépassent les exigences minimales de propriétés de la norme ASTM B348-21 ci-dessous, vérifiées par des essais de traction conformes à la norme ASTM E8/E8M.
| Propriété | Valeur minimale (SI) | Valeur minimale (système impérial) | Méthode d'essai |
|---|---|---|---|
| Résistance à la traction (UTS) | 895 MPa | 130 000 psi | ASTM E8/E8M |
| Limite d'élasticité (décalage de 0,2%) | 828 MPa | 120 000 psi | ASTM E8/E8M |
| Allongement dans la jauge 4D | 10% min. | 10% min. | ASTM E8/E8M |
| Réduction de la surface | 25% min. | 25% min. | ASTM E8/E8M |
Pour les applications nécessitant une résistance plus élevée, les barres hexagonales en titane de nuance 5 à l'état STA présentent les propriétés représentatives suivantes, conformément à la norme AMS 4965 (spécification STA pour les barres et pièces forgées en Ti-6Al-4V). Remarque : la norme AMS 4928W s'applique aux matériaux recuits ; l'état STA est régi par la norme AMS 4965.
| Propriété | Valeur représentative (SI) | Valeur représentative (système impérial) |
|---|---|---|
| Résistance à la traction (UTS) | 1 170 MPa | 170 000 psi |
| Limite d'élasticité (décalage de 0,2%) | 1 100 MPa | 160 000 psi |
| Élongation | 10% min. | 10% min. |
| Propriété | Valeur | Unité |
|---|---|---|
| Densité | 4.43 | g/cm³ (0,160 lb/in³) |
| Module d'élasticité | 114 | GPa (16,5 Msi) |
| Coefficient de Poisson | 0.342 | — |
| Conductivité thermique | 6.7 | W/m·K |
| Coefficient de dilatation thermique | 8,6 (20–100 °C) / 9,2 (20–315 °C) | µm/m·°C |
| Plage de fusion | 1,604-1,660 | °C |
Valeurs typiques conformes au Manuel de l'ASM International, volume 2 ; il ne s'agit pas des valeurs minimales de la norme ASTM B348.
Les barres hexagonales en Ti-6Al-4V de grade 5 sont disponibles dans les dimensions standard suivantes (distance entre les faces). Des dimensions et longueurs sur mesure sont disponibles sur demande.
| Taille AF (mm) | Taille AF (pouces) | Longueur standard | Classe de tolérance |
|---|---|---|---|
| 6 | 0.236 | 1 000 à 3 000 mm | h9 |
| 8 | 0.315 | 1 000 à 3 000 mm | h9 |
| 10 | 0.394 | 1 000 à 3 000 mm | h9 |
| 12 | 0.472 | 1 000 à 3 000 mm | h9 |
| 14 | 0.551 | 1 000 à 3 000 mm | h9 |
| 16 | 0.630 | 1 000 à 4 000 mm | h9 |
| 19 | 0.748 | 1 000 à 4 000 mm | h9 |
| 22 | 0.866 | 1 000 à 4 000 mm | h9 |
| 25 | 0.984 | 1 000 à 6 000 mm | h9/h11 |
| 30 | 1.181 | 1 000 à 6 000 mm | h9/h11 |
| 36 | 1.417 | 1 000 à 6 000 mm | h11 |
| 46 | 1.811 | 1 000 à 6 000 mm | h11 |
| 50 | 1.969 | 1 000 à 6 000 mm | h11 |
| 60 | 2.362 | Jusqu'à 3 000 mm | h11 |
| 75 | 2.953 | Jusqu'à 3 000 mm | h11 |
| 100 | 3.937 | Jusqu'à 2 000 mm | h11 |
| 120 | 4.724 | Jusqu'à 2 000 mm | Tel que forgé / sur mesure |
Le titane de grade 5 (Ti-6Al-4V) est un alliage alpha-bêta qui représente environ 50% de la consommation mondiale de titane. Il offre le meilleur rapport résistance/poids parmi tous les produits en barres de titane fabriqués à des fins commerciales, tout en conservant une résistance totale à la corrosion dans la plupart des environnements industriels.
Cet alliage tire ses propriétés d'une microstructure biphasée : la phase alpha (α), stabilisée par l'aluminium, assure une résistance au fluage et une stabilité thermique jusqu'à environ 400 °C (750 °F) en utilisation générale ; la phase bêta (β), stabilisée par le vanadium, apporte de la ductilité et permet une bonne réponse au traitement thermique. À l'état recuit, l'alliage atteint une résistance à la traction minimale de 895 MPa pour une densité de seulement 4,43 g/cm³ — soit environ 57% de la densité de l'acier AISI 4340 (43% plus léger en volume).
Le profil à section hexagonale offre des avantages spécifiques en termes d'usinage et d'ingénierie par rapport à la barre ronde. La géométrie « face à face » permet un serrage direct sans opérations secondaires pour la production d'ébauches de fixations, réduit le gaspillage de matière lors des opérations de tournage d'embouts hexagonaux et de tiges de soupapes, et offre une géométrie anti-rotation efficace dans les applications d'assemblage. Les dimensions entre faces, comprises entre 6 mm et 120 mm, couvrent toute la gamme, des petites ébauches de fixations aux grands connecteurs structurels et corps de vannes.
La résistance à la corrosion provient d'une couche d'oxyde de TiO₂ passive et auto-réparatrice qui se forme spontanément à l'air libre et en milieu aqueux. Le titane de grade 5 résiste aux attaques des milieux chlorés, de l'eau de mer et de la plupart des acides dilués — bien qu'il ne soit pas recommandé de l'utiliser en présence d'acide nitrique fumant, de chlore anhydre ou d'acide fluorhydrique sans évaluation supplémentaire de la corrosion.
Soudabilité : La barre hexagonale en Ti-6Al-4V est soudable par les procédés GTAW et EBW, conformément à la norme AWS D1.9 et aux spécifications de soudage aérospatiales applicables. Une protection par gaz inerte est requise pendant le soudage ; un traitement de détente post-soudage à une température comprise entre 540 et 650 °C (1 000 et 1 200 °F) est recommandé pour les applications structurelles.
La barre hexagonale en titane de grade 5 est recommandée dans six secteurs d'application principaux où la combinaison d'une résistance élevée, d'un faible poids, d'une résistance à la corrosion et d'une géométrie hexagonale apporte une valeur technique indéniable.
La barre hexagonale en Ti-6Al-4V conforme à la norme AMS 4928W constitue la matière première principale pour la fabrication d’ébauches de fixations en titane de qualité aérospatiale, de supports structurels et de corps de connecteurs. La section hexagonale permet de réduire au minimum l’enlèvement de matière lors de l’usinage par rapport à une barre ronde, notamment dans les applications de têtes de boulons et de corps d’écrous. Normes applicables : AMS 4928W, ASTM B348-20, Boeing BMS 7-323.
La barre hexagonale en titane de grade 5, conforme à la norme ISO 5832-3, est utilisée dans la fabrication de corps d’instruments chirurgicaux, de tournevis pour vis à os et de composants d’essai pour implants orthopédiques. Ce matériau est biocompatible, non magnétique (ce qui le rend compatible avec l’IRM) et résistant à la corrosion par les fluides corporels. Pour les applications d'implants permanents, le grade 23 (Ti-6Al-4V ELI, ASTM F136) est privilégié en raison de sa faible teneur en oxygène.
La barre hexagonale en Ti-6Al-4V est recommandée pour les tiges de soupapes, les arbres de pompes et les composants de régulation de débit utilisés dans des environnements chlorés ou contenant des gaz acides, où les alliages d'acier inoxydable ne présentent pas une résistance à la corrosion suffisante. La température de service générale est d'environ 400 °C (750 °F) ; pour les applications où la fatigue est un facteur critique, on applique souvent une limite de conception prudente de 315 °C (600 °F).
La barre hexagonale en titane de grade 5 offre une excellente résistance à la corrosion par l'eau de mer et à l'encrassement biologique dans les équipements sous-marins, les composants de raccordement et les éléments structurels des ROV. Sa densité inférieure à celle de l'acier inoxydable permet de réduire le poids des installations en surface dans les installations offshore.
La barre hexagonale en Ti-6Al-4V est usinée pour fabriquer des fixations de suspension, des composants d'amortisseurs et des pièces de moteur destinées aux applications de sport automobile, où la réduction du poids de chaque composant a un impact direct sur les performances. Cet alliage répond aux exigences de la FIA et des instances de régulation en matière de matériaux pour les fixations critiques.
Les barres hexagonales sont utilisées pour la fabrication de corps de vannes, d’arbres de transmission de précision et d’ébauches de composants pour l’armement dans les secteurs de la défense et de l’industrie lourde. Le matériau traité par solution et vieilli (STA) conforme à la norme AMS 4965 offre une résistance à la traction maximale pour les applications soumises à des charges élevées.
Toutes les barres hexagonales en Ti-6Al-4V de grade 5 sont fabriquées et contrôlées conformément aux normes suivantes. Des certificats d'essai d'usine conformes à la norme EN 10204 3.1 sont fournis avec chaque expédition.
| Standard | Champ d'application |
|---|---|
| ASTM B348-21 | Barres et billettes en titane et en alliages de titane — Spécifications commerciales |
| AMS 4928W | Barres, fils, pièces forgées et profilés étirés en Ti-6Al-4V — à l'état recuit, aérospatiale/défense |
| AMS 4965 | Barres et pièces forgées en Ti-6Al-4V — état « traité par mise en solution et vieilli » (STA) |
| ISO 5832-3:2021 | Matériaux métalliques destinés aux implants chirurgicaux — Alliage corroyé Ti-6Al-4V |
| ASME SB-381 | Pièces forgées en titane et en alliages de titane (équivalent du code ASME « Boiler & Pressure Vessel Code » à la norme ASTM B381) |
| N° de série 3.7164 | Référence européenne pour le Ti-6Al-4V de grade 5 (3.7165 = grade 23 ELI) |
La norme ASTM B348-21 est la norme commerciale générale applicable aux barres de titane destinées à des usages industriels, médicaux et d'ingénierie générale ; elle spécifie la composition chimique minimale et les propriétés mécaniques requises. La norme AMS 4928W (spécification des matériaux aérospatiaux SAE) régit le même alliage à l'état recuit, mais impose des exigences d'essai plus strictes — notamment une inspection par ultrasons conformément à la norme AMS 2631G, des limites d'hydrogène plus strictes et des documents de certification supplémentaires — spécifiquement pour les applications aérospatiales et de défense. Pour les matériaux à l’état STA, la spécification applicable est l’AMS 4965. Lors de l’approvisionnement pour une production certifiée AS9100D, il convient de demander la certification AMS 4928W (recuit) ou AMS 4965 (STA).
| Document | Standard |
|---|---|
| Certificat d'essai d'usine (MTC) | EN 10204 3.1 — composition chimique + résultats des essais mécaniques du lot de produits |
| Rapport d'inspection dimensionnelle | Conformément aux tolérances indiquées sur les plans du client ou aux normes en vigueur |
| Certificat de contrôle par ultrasons | Conformément à la norme AMS 2631G (si spécifiée pour les commandes AMS 4928W) |
| Certificat de conformité (CofC) | Système de gestion de la qualité AS9100D / ISO 9001:2015 |
Le titane de grade 5 est-il identique au Ti-6Al-4V ?
Oui. “ Grade 5 ” et “ Ti-6Al-4V ” sont deux noms désignant le même alliage. « Grade 5 » est la désignation ASTM utilisée dans la norme ASTM B348 ; « Ti-6Al-4V » décrit la composition nominale (aluminium 6%, vanadium 4%) ; et UNS R56400 est l'identifiant du système de numérotation unifié. Ces trois désignations font référence au même alliage, qui porte le numéro de matériau européen W.-Nr. 3.7164 (à ne pas confondre avec le 3.7165, qui désigne le Grade 23 / Ti-6Al-4V ELI).
Quelle est la différence entre les normes ASTM B348 et AMS 4928 ?
La norme ASTM B348-21 est la spécification commerciale relative aux barres de titane ; elle définit la composition chimique minimale et les propriétés mécaniques requises pour une utilisation industrielle générale. La norme AMS 4928W (SAE) est la spécification de qualité aérospatiale applicable au Ti-6Al-4V recuit, qui impose des essais plus rigoureux — notamment un contrôle plus strict de la teneur en hydrogène, une inspection par ultrasons obligatoire conformément à la norme AMS 2631G, ainsi qu’une documentation de traçabilité conforme aux exigences de la norme AS9100D relatives à la chaîne d’approvisionnement. Pour les matériaux traités en solution et vieillis (STA), la norme applicable est l’AMS 4965. Les programmes aérospatiaux et de défense exigent généralement la norme AMS 4928W (recuit) ou AMS 4965 (STA) ; les applications industrielles générales acceptent généralement la norme ASTM B348.
Quelles sont les propriétés mécaniques d'une barre hexagonale en titane de grade 5 ?
À l'état recuit conformément à la norme ASTM B348-21, la barre hexagonale en titane de nuance 5 présente une résistance à la traction minimale de 895 MPa (130 000 psi) et une limite d'élasticité minimale de 828 MPa (120 000 psi), avec un allongement d'au moins 10%. À l'état de traitement de mise en solution et de vieillissement (STA) conformément à la norme AMS 4965, la résistance à la traction atteint environ 1 170 MPa (170 000 psi) et la limite d'élasticité environ 1 100 MPa (160 000 psi) — l'état STA est utilisé pour les applications aérospatiales soumises aux charges les plus élevées.
À quoi sert le titane de grade 5 ?
La barre hexagonale en Ti-6Al-4V est principalement utilisée comme matière première pour la fabrication d'ébauches de fixations et de connecteurs structurels destinés à l'aérospatiale, de composants d'instruments chirurgicaux, de tiges de vannes pour l'industrie pétrolière et gazière, de matériel sous-marin pour la marine, ainsi que de fixations de suspension pour le sport automobile. Sa section hexagonale est particulièrement appréciée pour l'usinage direct de la tête de boulon et du corps d'écrou (ce qui réduit au minimum les rebuts), pour les assemblages anti-rotation et pour les applications liées aux tiges de soupapes.
Le titane de grade 5 est-il plus résistant que celui de grade 2 ?
Le titane de grade 5 (Ti-6Al-4V) est nettement plus résistant que le grade 2. Le grade 2 est un titane commercialement pur présentant une résistance à la traction minimale d’environ 345 MPa (50 000 psi) ; il convient aux applications où la résistance à la corrosion est primordiale et où les charges sont modérées. La nuance 5 atteint une résistance à la traction minimale de 895 MPa à l'état recuit, soit environ 2,6 fois celle de la nuance 2. La nuance 2 conserve toutefois des avantages en termes de formabilité, de soudabilité et de biocompatibilité pour une utilisation dans les implants permanents (nuance 23/ELI).
Quelle est la densité du Ti-6Al-4V ?
La densité du titane de grade 5 (Ti-6Al-4V) est de 4,43 g/cm³ (0,160 lb/in³). Cela représente environ 57% de la densité de l'acier (7,85 g/cm³) — ce qui signifie que le titane est environ 43% plus léger en volume — et nettement plus léger que les superalliages à base de nickel, dont la densité varie généralement entre 8,1 et 8,9 g/cm³. C'est grâce à cet avantage en termes de densité que cet alliage est largement utilisé dans les structures aérospatiales et les composants rotatifs pour lesquels le poids est un facteur critique.
Une barre hexagonale en titane de grade 5 peut-elle être soudée ?
La barre hexagonale en Ti-6Al-4V est soudable par soudage à l'arc sous gaz inerte avec électrode de tungstène (GTAW) et par soudage par faisceau d'électrons (EBW). Une protection par gaz inerte (argon ou hélium) doit être appliquée sur la zone de soudure, la zone affectée thermiquement et la racine de la soudure afin d'éviter toute contamination atmosphérique. Un recuit de détente après soudage à une température comprise entre 540 et 650 °C (1 000 et 1 200 °F) est recommandé pour les applications structurelles. Le soudage par friction est également largement utilisé pour la fixation des têtes de fixations dans la production aérospatiale.
Le titane de grade 5 est-il adapté aux implants médicaux ?
Le Ti-6Al-4V de grade 5, conforme à la norme ISO 5832-3, est homologué pour les composants métalliques d’implants chirurgicaux tels que les manches d’instruments, les implants d’essai et les corps d’implants non permanents. Pour les implants permanents soumis à des charges (tiges de hanche/genou, vis à os) en contact direct avec les tissus, la nuance 23 (Ti-6Al-4V ELI, ASTM F136) est généralement prescrite en raison de sa faible teneur en oxygène et de ses performances améliorées en matière de résistance à la fatigue. Ces deux nuances sont biocompatibles et non magnétiques, ce qui garantit leur compatibilité avec l'IRM.
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.
