Le Ti6Al4V (Grade 5, ASTM B265) est l'alliage de titane le plus utilisé— 90 % de la consommation industrielle. Excellent rapport résistance/masse (Rm/ρ > 200 kN·m/kg), indispensable en aéronautique, médical et course auto. Usinage difficile (machinabilité ~25 %) — Vc basses et arrosage haute pression obligatoires + risque incendie copeau unique.
TI6AL4V GRADE 5 — RÉFÉRENCE ALLIAGE TITANE INDUSTRIE
Alliage titane α+β biphasé (Al 6 % + V 4 %) — l'alliage de titane le plus utilisé (90 % consommation industrielle). Rapport résistance/masse exceptionnel (Rm/ρ > 200 kN·m/kg). Référence aéronautique structures, médical orthopédique (Grade 23 ELI), course auto.
| Propriété | Valeur | Note |
|---|---|---|
| Composition Al | 5,5 - 6,75 % | Stabilisateur α |
| Composition V | 3,5 - 4,5 % | Stabilisateur β |
| Composition Fe | ≤ 0,30 % | Vs Grade 23 ELI ≤ 0,25 % |
| Composition O | ≤ 0,20 % | Vs Grade 23 ELI ≤ 0,13 % |
| Structure | Alliage α+β biphasé | Recuit α/β ou solution-vieilli |
| Densité | 4,43 g/cm³ | 60 % de l'acier |
| Module Young | 114 GPa | 55 % de l'acier |
| Rm (recuit) | 895 - 930 MPa | — |
| Rp 0,2 | 825 - 870 MPa | Re/Rm ≈ 0,93 |
| Allongement A5 | 10 - 14 % | — |
| Dureté Brinell | 310 - 360 HB | — |
| Conductivité thermique | 6,7 W/m·K | Très faible — 7× moins que l'acier |
| Température inflammation copeau | ~ 600 °C | Risque incendie unique |
| Machinabilité relative | ~25 % (vs XC42 = 100 %) | Plus difficile que Ti pur |
| Tenue température max | ~ 315 °C continu | Au-delà, basculer Inconel ou superalliages |
| Opération | Vc (m/min) | f / fz | ap / ae | Outil + arrosage |
|---|---|---|---|---|
| Tournage ébauche | 40 - 60 | 0,15 - 0,30 mm/tr | ap 1 - 3 mm | Carbure submicron TiAlN renforcé + HP ≥ 70 bar |
| Tournage demi-finition | 50 - 70 | 0,10 - 0,20 mm/tr | ap 0,5 - 1,5 mm | Carbure submicron TiAlN arête vive + HP |
| Tournage finition | 60 - 80 | 0,05 - 0,12 mm/tr | ap 0,1 - 0,5 mm | Carbure non revêtu ou TiAlN PVD fin + HP |
| Fraisage trochoïdal ébauche | 50 - 80 | 0,03 - 0,07 mm/dt | ae 5-10 % D · ap 1-2× D | Fraise carbure 4-6 dents TiAlN hélix 45° + HP |
| Fraisage ébauche conventionnel | 40 - 60 | 0,03 - 0,06 mm/dt | ae 30-50 % D · ap 0,5-1× D | Fraise carbure 4 dents TiAlN + HP ≥ 70 bar |
| Fraisage finition | 60 - 90 | 0,02 - 0,05 mm/dt | ae 5-15 % D · ap 0,2-0,8 mm | Fraise carbure 4 dents TiAlN + HP |
| Perçage | 20 - 35 | 0,06 - 0,12 mm/tr | — | Foret carbure canaux internes 140° + HP |
| Taraudage | 5 - 12 | Pas filet | — | Taraud TiCN + lubrification EP — surcouper filet |
| Pièce | Pièce structurelle aéronautique Ti6Al4V — nervure fente 14×80 mm |
| Matière état | Ti6Al4V Grade 5 ELI recuit — 320 HB |
| Opération | Fraisage trochoïdal — évidement structurel |
| Fraise | Ø12 mm — 4 dents — carbure submicron TiAlN — hélice 45° |
| Vc retenue | 60 m/min (conservatrice sécurité) |
| Calcul N | N = 1 000 × 60 / (π × 12) ≈ 1 592 tr/min → 1 600 tr/min |
| fz / Vf | fz = 0,05 mm/dt → Vf = 0,05 × 4 × 1 600 = 320 mm/min |
| ae / ap | ae = 1,2 mm (10 % D) — ap = 24 mm (2× D) trochoïdal |
| Arrosage | HP 80 bar en bec fraise — continu obligatoire |
| Résultat | VB < 0,15 mm après 45 min d'usinage — Ra 1,6 µm — zéro incendie |
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