Ti-13V-11Cr-3Al (TC11)

Objectif de conception

Le TC11 a été initialement conçu pour fournir un alliage de titane capable de maintenir une résistance exceptionnelle et une stabilité à la fatigue à des températures intermédiaires, tout en améliorant l'usinabilité par rapport aux nuances alpha-bêta. L'équilibre cuidados du vanadium, du chrome et de l'aluminium dans cet alliage stabilise la phase bêta, permettant une formabilité à froid accrue, une traitabilité thermique et une soudabilité améliorées. Dans la fabrication additive, cette intention de conception évolue vers la création de composants légers et optimisés topologiquement qui résistent aux charges mécaniques, aux cycles thermiques et aux environnements opérationnels corrosifs, tout en permettant aux concepteurs de réduire la masse sans compromettre les performances structurelles.

Composition chimique (plage typique)

Propriétés physiques

Propriétés mécaniques

Caractéristiques clés du matériau

• Très haute résistance et excellent rapport résistance/densité pour les composants structuraux aérospatiaux

• Résistance supérieure à la fatigue sous chargement cyclique et contrainte dynamique

• Formabilité exceptionnelle pour un alliage de titane bêta métastable

• Excellente réponse au traitement thermique pour ajuster les performances mécaniques

• Haute résistance à l'oxydation et à la corrosion dans les conditions aérospatiales et industrielles

• Microstructure stable dans les gammes de températures moyennes, idéale pour les composants énergétiques et aéronautiques

• Excellente compatibilité avec la fabrication additive, permettant des géométries à parois minces et complexes

• Bonne soudabilité et usinabilité après fusion laser sélective

• Ténacité à la rupture élevée adaptée aux pièces critiques supportant des charges

• Performances solides dans les conceptions légères et optimisées topologiquement

Usinabilité selon différents procédés

• Fabrication additive : La fusion sur lit de poudre permet la fabrication précise de structures légères et haute résistance ; optimisée grâce à l'impression 3D de titane spécialisée de Neway.

• Usinage CNC : Les alliages de titane bêta nécessitent des paramètres de coupe contrôlés, pris en charge par des capacités avancées d'usinage CNC de superalliages.

• EDM : Compatible avec la mise en forme de précision via l'électro-érosion (EDM) de superalliages pour des canaux complexes et des géométries difficiles d'accès.

• Perçage de trous profonds : Performance stable sous charge thermique lors du traitement utilisant des solutions expertes de perçage de trous profonds.

• Traitement thermique : Répond bien au vieillissement multi-étapes et au traitement de mise en solution grâce aux procédés ingénieux de traitement thermique de superalliages.

• Moulage à cire perdue sous vide : Bien que peu couramment utilisé, certaines formes de titane bêta peuvent être alignées avec les principes de la fonderie d'alliages de titane.

• Soudage : La composition stabilisée bêta prend en charge un assemblage de haute qualité sous des paramètres contrôlés utilisant la soudure de superalliages.

Méthodes de post-traitement adaptées

• Compactage isostatique à chaud (HIP) via le procédé HIP pour éliminer la porosité et améliorer les performances de fatigue

• Traitement thermique multi-étapes pour atteindre la résistance, la ductilité et la ténacité ciblées

• Usinage de surface pour la précision dimensionnelle des structures aérospatiales

• Polissage et finition pour réduire la rugosité de surface des composants supportant des charges

• Évaluation non destructive utilisant des tests de matériaux avancés (tests de matériaux)

• Nettoyage chimique et mécanique pour l'élimination de la poudre après fabrication additive

• Grenaillage ou renforcement de surface pour améliorer les performances de fatigue

Industries et applications courantes

• Fixations, supports et connecteurs structuraux aérospatiaux

• Nervures porteuses, cadres et liaisons à haute contrainte pour avions

• Composants de turbines et pièces résistantes à la pression pour le secteur énergétique

• Assemblages structuraux légers pour la défense et l'armée

• Composants automobiles de course nécessitant une haute résistance et une faible masse

• Machines industrielles nécessitant des solutions en titane résistantes à la fatigue

Quand choisir ce matériau

• Lorsqu'une résistance extrêmement élevée et des performances résistantes à la fatigue sont nécessaires

• Lorsqu'un alliage de titane léger est requis pour des structures aérospatiales ou énergétiques

• Lorsque les composants subissent des conditions de service à température moyenne avec un chargement cyclique

• Lorsque des géométries optimisées topologiquement ou à parois minces doivent être produites par fabrication additive

• Lorsqu'une formabilité et une traitabilité thermique améliorées sont nécessaires par rapport aux alliages de titane alpha-bêta

• Lorsque la réduction de poids est critique sans compromettre la capacité de charge

• Lorsque des environnements corrosifs ou oxydants exigent une stabilité structurelle à long terme

• Lorsque la soudabilité et des propriétés mécaniques stables sont essentielles pour des assemblages de haute précision