La feuille de titane GR5 est produite selon un processus de laminage à froid très propre. Les étapes clés sont les suivantes :
1 : Laminage à froid - plusieurs passes de laminage, déformation totale > 80 % - permettent un contrôle précis de l'épaisseur et affinent la taille des grains.
2 : Recuit intermédiaire - 650–750 degrés, sous vide ou protection argon, avec un temps de maintien de 1 à 2 heures - élimine l'écrouissage et restaure la plasticité.
3 : Recuit final - 700 – 780 degrés, refroidissement lent - pour obtenir une structure + équiaxiale uniforme et optimiser les propriétés mécaniques complètes.
4 : Traitement de surface - lavage acide (mélange HF + HNO₃) - élimine le tartre d'oxyde et obtient une surface brillante et propre.
L'ensemble du processus est effectué dans un atelier propre pour éviter la contamination par l'hydrogène et l'oxygène, garantissant ainsi des performances stables des matériaux.
Domaines d'application et cas techniques du noyau en feuille de titane GR5
1 : Aéronautique :
Utilisé comme couche de protection thermique et diaphragme du capteur, il remplace l'acier inoxydable et réduit le poids de plus de 40 % ;
Cela a été vérifié dans le 787 Dreamliner pour soutenir les structures dans les zones à haute -température.
2 : Électrolyse chimique :
En tant que substrat d'anode électrolytique, la feuille GR5 perforée au laser est utilisée dans l'électrolyse de l'eau à membrane échangeuse de protons (PEMWE), améliorant ainsi l'efficacité de la transmission des gaz ;
Remplaçant les électrodes en graphite, il prolonge la durée de vie de 5 à 10 fois et ne pollue pas par le carbone.
3 : Implants médicaux :
En tant que substrat de fraisage CAD/CAM pour la dentisterie (disque 98 mm × 14 mm), il répond aux exigences de biocompatibilité ASTM F136 ;
Utilisé pour les micro-électrodes nerveuses et les micro-échafaudages osseux, permettant d'obtenir une stabilité corporelle à long-terme-.
Contrôle qualité et tests non destructifs :
Tests par ultrasons (UT) : selon la norme ASTM E317, utilisant des sondes de 5 à 10 MHz, la norme d'acceptation n'est pas un défaut équivalent supérieur ou égal à 0,1 mm ;
Test par courants de Foucault (EC) : selon la norme ASTM E213, détection des fissures et des inclusions en surface, plage de fréquences de 100 à 500 kHz.
Contrôle des processus :
Une analyse spectrale de la composition chimique (ICP-AES) est effectuée pour chaque lot ;
Évaluation de la structure métallographique : assurer une proportion égale de + et d'absence de structure perlite.
Spécifications d’emballage et de logistique d’exportation
Emballage intérieur :
Sac sous vide en aluminium (structure à trois-couches : PE/Al/PE), contenant un déshydratant et de l'oxygène.
Comparaison avec une feuille de titane pur (grade 1/2)
Résistance à la traction (MPa) 895-1000 Inférieure ou égale à 240 345-450
Limite d'élasticité (MPa) 825-900 Inférieur ou égal à 170 275-345
Allongement (%) 10-15 Supérieur ou égal à 24 Supérieur ou égal à 18
Densité (g/cm³) 4.43 4.51 4.51
Résistance à la chaleur Peut être utilisé pendant une longue période jusqu'à 300 degrés Inférieur ou égal à 200 degrés Inférieur ou égal à 200 degrés
Coût (environ, USD/kg) 45–65 30–40 35–45
Conclusion:Le GR5 surpasse le titane pur en termes de résistance et de résistance à la chaleur, avec une augmentation de coût d'environ 30 à 50 %, mais son coût de performance unitaire est inférieur et convient aux environnements à haute -contrainte et à haute-température.
Nouveaux cas d'application et preuves techniques du matériau en feuille de titane GR5
Électrolyseur à hydrogène :
Notre société a appliqué avec succès un alliage de titane GR5 au composant principal de l'équipement d'hydrogène de production d'eau électrolytique PEM « HydroFlow », réalisant ainsi la première livraison d'ingénierie à grande échelle-en Chine. Ce cas implique clairement des plaques de titane comme plaques bipolaires et un matériau de base pour la couche de diffusion de gaz, utilisées pour résister à l'oxydation élevée et à un environnement acide fort (pH < 2, potentiel > 1,8 V) du côté anode de l'électrolyseur PEM.
Entreprise chinoise dotée d'une capacité de production complète-de processus, depuis l'éponge de titane jusqu'au matériau en feuille de précision, ce cas peut raisonnablement être déduit qu'il s'agit d'une application technique du matériau en feuille de titane GR5 dans la couche de diffusion gazeuse (GDL) de l'électrolyseur.
Valeur technique :
Remplacement du treillis traditionnel en graphite ou en titane enduit, obtenant une pollution nulle en carbone et une prolongation de la durée de vie de 5 à 10 fois ;
Soutenir des projets d'hydrogène vert à grande échelle-de 10 000 Nm³/h ;
Réduction des coûts de plus de 30 % par rapport aux matériaux importés, favorisant le coût des électrolyseurs PEM à<100 million US dollars/MW.
Aéronautique : applications potentielles pour les fixations et les composants structurels
L'alliage Ti-3Al-2,5 V (GR5) a été systématiquement évalué par l'US Alcoa Fastening System (AFS) dans le domaine des fixations aérospatiales, utilisé pour fabriquer des pinces, des écrous et d'autres composants microstructuraux à haute résistance. Sa formabilité à froid est supérieure à celle du Ti-6Al-4V et il est stable pour un service à long terme en dessous de 300 degrés.
Dossiers de candidature ;
Actuellement, il est principalement utilisé sous forme de tiges et de plaques pour les trains d'atterrissage et les supports de moteur, tandis que la forme en feuille est encore au stade de la recherche et de la vérification.
Preuve de processus : visualisation de notre processus de fabrication de produits
La technologie de traitement des matériaux en titane réalisée dans le domaine de l'énergie hydrogène dépend fortement de processus précis de laminage à froid et de recuit sous vide, qui sont totalement compatibles avec le processus de production du matériau en feuille de titane GR5.
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