Alliage de titane Ti-15Mo (UNS R58210, ASTM F2066)

Les alliages de titane 15Mo (UNS R58150) sont un alliage de titane bêta capable d'une grande variété de propriétés en fonction de l'état métallurgique. Les propriétés pouvant être obtenues incluent un faible module d'élasticité, une résistance élevée, une excellente résistance à la fatigue, une bonne ductilité/formabilité, une résistance exceptionnelle à la corrosion et une biocompatibilité bien-documentée.

Les alliages de titane Ti-15Mo sont fabriqués sous forme de barres, de tiges et de fils, principalement pour les applications orthopédiques, traumatologiques, rachidiennes, dentaires, orthodontiques et cardiovasculaires. D'autres formes de produits peuvent être mises à disposition sur demande.

L'alliage Ti15Mo est formulé à partir de deux métaux avec des densités élémentaires très différentes. Pour garantir une fusion complète et minimiser la ségrégation du molybdène, ces alliages sont fondus dans un four à arc plasma et refondus dans un four VAR.

L'alliage peut être fourni selon la norme ASTM F2066 dans l'une des trois conditions métallurgiques différentes :

• Bêta recuit
• Alpha plus Beta recuit
• Alpha plus Beta micrograiné vieilli

L'état de recuit bêta consiste en une structure de phase bêta (bcc) entièrement recristallisée. Dans cet état, l'alliage a un module d'élasticité qui correspond à environ les deux -modules de l'alliage Ti-6Al-4V, ainsi que des propriétés de ductilité et de fatigue par corrosion considérablement améliorées.

La condition de recuit alpha plus bêta consiste en une matrice de phase bêta (bcc) avec une fraction volumique significative de phase alpha (hcp). Les alliages Alpha Plus Beta Titanium 15Mo offrent une bonne combinaison de résistance et de ductilité, tandis que l'alliage Beta Titanium 15Mo offre une meilleure ductilité et formabilité.

Enfin, un alliage Ti-15Mo à micrograins à phase alpha et bêta présentant une très haute résistance à la fatigue par corrosion entaillée mais avec une ductilité remarquable a été produit. Cette condition offre le plus haut niveau de résistance à la traction et à la fatigue cyclique, dépassant largement les valeurs typiques.Ti-6Al-4VouTi-6Al-4V ELIniveaux.

Plage de fusion :3,100 - 3,200 degrés F (1,704 - 1,760 degrés C)

Densité:0,179 lb/cu. dans.; 4,95 g/cc

Température bêta-transus :1 425 degrés F (± 25 degrés F) ; 774 degrés C (± 14 degrés C)

Module élastique :

• 78 GPa à l'état de recuit bêta
• 106 GPa dans l'état recuit alpha plus bêta
• 114 GPa dans l'état de vieillissement alpha plus bêta micrograiné

Les traitements thermiques peuvent être effectués par des méthodes typiques pour les alliages de titane. La formation de la phase oméga fragilisante (ω) lors du refroidissement à partir de températures proches ou supérieures au transus bêta est particulièrement préoccupante pour le Ti-15Mo. Pour éviter la fragilisation ω, un refroidissement rapide (condition de recuit bêta) ou un refroidissement lent (condition alpha/bêta) est nécessaire.

Alliage de titane 15Mo recuit bêta

1. Recuit : 1,475 - 1,800 degrés F (802 - 982 degrés), 0,5 à 1 heure, trempe rapide en dessous de 1 025 degrés F (552 degrés).

2. Stress Relief: 1,500°F (816°C), >10 minutes, trempe rapide en dessous de 1 025 degrés F (552 degrés).

Alliage de titane 15Moqui est traité au-dessus du transus bêta et est refroidi lentement aura une structure de phase alpha plus bêta.

1. Recuit : 1,475 - 1,800 degrés F (802 - 982 degrés), 0,5 à 1 heure, refroidissement lent jusqu'à moins de 1 025 degrés F (552 degrés).

2. Stress Relief: 1,500°F (816°C), >10 minutes, refroidissement lent jusqu'à moins de 1 025 degrés F (552 degrés).

L'alliage de titane 15Mo qui est traité sous le transus bêta aura une structure de phase alpha plus bêta.

1. Anneal: 1,000 - 1,200°F (538 - 649°C), >4 heures, air frais

Cet alliage présente d'excellentes propriétés de travail à chaud et à froid, typiques des alliages de titane bêta 7,8. Dans l'état de recuit bêta, le faible module d'élasticité et la ductilité exceptionnelle de cet alliage sont des propriétés qui contribuent à une élasticité inhabituelle ou « retour élastique » lors du formage et de l'usinage.

Il peut être forgé au-dessus du transus bêta à partir de températures supérieures à 1 500 degrés F (816 degrés) ou en dessous du transus bêta à partir de températures comprises entre 1,200 - 1,375 degrés F (649 -746 degrés). Une trempe immédiate à l'eau minimise la formation de phase oméga dans les sections minces de cet alliage, en fonction des propriétés microstructurales souhaitées.

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