Le Titane, caractéristiques

Le Titane et ses alliages:

Propriétés du titane:

- métal gris acier,
- masse volumique : 4,5 kg/dm3,
- point de fusion : 1670 °C,
- mauvais conducteur électrique,
- mauvais conducteur thermique,
- à 500°C il s'oxyde, à 700°C il se fragilise par les gaz : hydrogène et azote,
- à 1200°C il s'enflamme,
- Il est inoxydable vis-à-vis des agents chimiques et atmosphériques,
- Les caractéristiques du métal pur sont très intéressantes et équivalentes à celles des aciers mi-doux.
Exemple de symbolisation T60 --> titane à 60 hb de (Rr)t

Alliages de titane; caractéristiques:

-Ils sont plus tenaces que les alliages légers et ultra-légers.
-Module d'élasticité :

alliages ultra-légers ≈ 4500
alliages légers ≈ 8000
alliages de TITANE ≈ 11000

-Ils possèdent une résistance en température d’environ 450 °C à comparer avec celles des alliages légers de 200 à 250°C et des alliages ultra-légers de 100 à 150°C.

-Ils possèdent une résistance à la corrosion excellente, comparable aux aciers inoxydables) qui peut s’améliorer par la protection des alliages par OXYDATION ANODIQUE.

-Ils possèdent de bonnes possibilités de transformation à chaud (450°C) et un grand allongement (pièces de forgeage, etc.)

Inconvénients:

-Mise en oeuvre délicate : affinité avec l'oxygène, l'azote, l’hydrogène à chaud.

-Usinage et rectification difficile : mêmes précautions que pour les aciers inoxydables.
-Soudage sous Argon ou mieux par bombardement électronique.
-Formage à froid difficile : nécessité d'employer des presses très importantes.
-Qualité de frottement mauvaise, de par le coefficient de frottement élevé du titane : écaillage – grippage.

Le Titane dans l'industrie du vélo: 

Le titane présente un rapport masse-rigidité-résistance particulièrement avantageux associé à une élasticité lui donnant la capacité de filtrer les petites vibrations. D’une manière générale, le titane procure plus de légèreté qu’un acier de qualité, il est plus solide et plus confortable. En comparaison, l’aluminium permet encore plus de légèreté mais il sera moins confortable, sa rigidité garantissant sa fiabilité. Le carbone peut marier légèreté, confort et durabilité dans le temps s’il est travaillé dans ce sens, mais il sera toujours beaucoup plus sensible aux impacts et fragile en cas de chute. A l’inverse le titane résiste bien aux impacts et garde longtemps ses qualités dynamiques car il vieillit peu. 

Les alliages Titane "dédiés" au vélo:

 CP : titane pur. Trop souple pour être exploité pour la construction de cadre ou d’accessoires, il est parfois utilisé pour les pattes de dérailleur qui peuvent avoir l’intérêt d’être facilement redressables (comme pour les cadres acier)

3Al-2,5V : Alliage avec 94,5% de titane avec 3% d’aluminium et 2,5% de vanadium. Il s’agit, de loin, du plus utilisé dans le monde du cycle ; ses caractéristiques mécaniques étant parfaitement adaptées pour la réalisation de tubes de cadre.

6Al-4V : Alliage avec 90% de titane avec 6% d’aluminium et 4% de vanadium. Moins facile à mettre en œuvre que le 3/2,5, le 6/4 offre par contre une résistance mécanique plus élevée. On retrouve cet alliage principalement au niveau des pièces usinées (boîtier de pédalier, douille de direction, …) ainsi qu’au niveau visserie et les composants où les contraintes sont importantes.

Tableau récapitulatif des principaux alliages :

	Masse	Prix	Confort	Rigidité / Performances	Résistance à la fatigue	Résistance aux chocs	Longévité
Titane 3/2,5	****	*	*****	***	*****	*****	*****
Carbone	*****	**	***	*****	***	***	***
Acier CrMo 4130	**	*****	****	**	*****	****	***
Aluminium 6061 T6	*****	****	**	****	**	**	**