Utilisations industrielles du titane

Le titane possède d'excellentes propriétés, ce qui conduit à son application généralisée. Ses principaux domaines d'application comprennent : l'aérospatiale, la construction navale, les industries chimiques et pétrochimiques, les transports, l'armement, l'ingénierie maritime, la production d'électricité, la construction, la métallurgie, les équipements médicaux, les équipements sportifs, les biens de consommation et l'industrie légère. Aux États-Unis et en Russie, environ 80 % des matériaux transformés en titane sont utilisés dans le secteur aérospatial. À l’inverse, au Japon et en Chine, 80 % sont utilisés dans les secteurs de la chimie, de l’industrie civile générale et des biens de consommation. À l'échelle mondiale, en 2005, la demande de titane se répartissait comme suit : aérospatiale 35 %, militaire 12 %, industrie 38 %, et civile et autres 15 %.

 

Dans l'industrie de l'armement, le titane est utilisé dans : les chars, les véhicules blindés, les missiles, les corps d'artillerie de différentes tailles, les mitrailleuses, les lance-flammes, les casques, les gilets pare-balles et les gants antidéflagrants-.

Dans l'industrie métallurgique, le titane est utilisé dans : les conteneurs résistants à la corrosion, les cellules électrolytiques, les réacteurs, les concentrateurs, les séparateurs, les échangeurs de chaleur, les refroidisseurs, diverses pompes et vannes, les aubes de turbine, les tuyaux de raccordement et les raccords. Dans l’ingénierie maritime, le titane est utilisé dans : le dessalement de l’eau de mer, le forage pétrolier offshore et les centrales thermiques marines.

Dans les équipements sportifs, le titane est utilisé dans : les clubs de golf, les têtes de club, les raquettes de tennis, les masques d'escrime, les épées, les pointes de sprint, les équipements d'alpinisme, les skis, les chaussures de ski, les bâtons de ski, les patins à glace, les combinaisons de plongée, le matériel de pêche, les mâts de tente, etc.

Dans les biens de consommation courante, le titane est utilisé dans les montures de lunettes, les montres, les ordinateurs, les appareils photo, les consoles de jeux, les téléphones portables, les antennes, les instruments de musique, les ustensiles de cuisine et l'artisanat.

 

Industrie aérospatiale

L’industrie aérospatiale a été l’un des premiers secteurs à rechercher et à appliquer le titane et ses alliages. Sans titane, il serait pratiquement impossible de fabriquer des avions supersoniques Mach 2,7. Les alliages de titane sont principalement utilisés dans les structures d'avions pour les cadres, les revêtements, les cloisons de fuselage, les trains d'atterrissage, les pare-feu, les ailes, les ailerons de queue, les poutres longitudinales, les verrières, les multiplicateurs, les quilles, les freins à action rapide, les dispositifs d'arrêt, les fixations, les roues avant, les cadres arqués, les rails de volets, les ailettes, les panneaux de signalisation et les panneaux de signalisation, etc.

 

Industrie aérospatiale

Les applications du titane dans l'industrie aérospatiale ont permis de réduire le poids au lancement, d'augmenter la portée et de réaliser des économies, ce qui en fait un matériau populaire. Dans les fusées, les missiles et l'industrie aérospatiale, il est utilisé pour les récipients sous pression, les réservoirs de carburant, les carters de moteurs de fusée, les manchons de tuyères de fusée, les coques extérieures de satellites, les cabines d'engins spatiaux habités (peau et cadre structurel), les trains d'atterrissage, les atterrisseurs lunaires et les systèmes de propulsion. Outre le titane pur industriel Ti64 (ELI) et Ti-5Al-2.5Sn (ELI), le titane aérospatial utilisé comprend également les matériaux composites Ti-7Al-4Mo, Ti-3Al-2.5V, Ti-13V11Cr-3Al, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al et Ti/B-Al.

 

Construction navale

Le titane et les alliages de titane sont largement utilisés dans les sous-marins nucléaires, les-submersibles en haute mer, les brise-glaces-à propulsion nucléaire, les hydroptères, les aéroglisseurs, les dragueurs de mines, ainsi que les hélices, les antennes fouet, les canalisations d'eau de mer, les condenseurs, les échangeurs de chaleur, les dispositifs acoustiques et les équipements de lutte contre les incendies-. Les principaux alliages comprennent le titane pur industriel, le Ti64, le Ti64ELI, le Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo, le Ti-3Al2.5V, l'IIT-3B et l'IIT-7M.

 

Véhicules de transport

Le titane est largement utilisé dans les automobiles, principalement dans les bielles, les vilebrequins, les bagues de retenue, les soupapes, les soupapes d'admission, les soupapes d'échappement, les joints de conduites de pression de freinage, les vis de jante, les crémaillères et pignons de direction, les ressorts, les silencieux, les systèmes d'échappement, les bagues et roulements de roue, divers demi-arbres et fixations. Les avantages les plus importants de l'utilisation d'alliages de titane dans les pièces automobiles sont les suivants : poids réduit, durée de vie prolongée, fiabilité améliorée, efficacité énergétique, absence de métaux nocifs tels que le plomb et le cobalt, résistance à la corrosion et résistance considérablement améliorée aux températures élevées.

Le titane est principalement utilisé dans les motos pour les tuyaux d'échappement, les silencieux, les bagues, les ressorts de suspension, les pignons, les chaînes d'entraînement et les vis.

 

Industrie chimique

Les matériaux en titane sont utilisés dans les industries chimiques et pétrochimiques pour les cellules électrolytiques (électrodes), les réacteurs, les concentrateurs, les séparateurs, les échangeurs de chaleur, les refroidisseurs, les tours d'absorption, les tuyaux de raccordement, les raccords (brides, boulons, écrous), les joints, les pompes et les vannes. Le plus gros consommateur de titane dans l'industrie chimique est la fabrication de chlore-alcali, qui représente 50 % de la consommation totale de titane, suivi du carbonate de sodium à 20 %, des plastiques à 17 %, des produits chimiques organiques à 10 % et des produits chimiques inorganiques à 3 %. Parmi les divers équipements chimiques utilisant du titane, les échangeurs de chaleur sont les plus courants, représentant 52 % de l'utilisation de matériaux en titane, suivis par les anodes à 24 %, les conteneurs, les tuyaux, les pompes et les vannes à 19 % et d'autres à 5 %. Les avantages des équipements en titane sont illustrés ci-dessous en utilisant comme exemples des échangeurs de chaleur, des anodes métalliques en titane et des refroidisseurs de chlore gazeux humide.