L’alliage de titane est un matériau métallique composé de titane mélangé à d’autres métaux, généralement de petites quantités de palladium, de vanadium, d’aluminium et/ou d’étain. Ces métaux offrent des propriétés améliorées par rapport au titane pur, telles que la résistance à la corrosion, une bonne soudabilité (fabrication), la stabilité et la résistance à des températures élevées. Le titane pur est très dur, ce qui peut le rendre difficile à souder et à façonner.
La seule application typique du titane pur est les implants orthopédiques et dentaires, tandis que la myriade d’autres applications du titane, notamment l’ingénierie aérospatiale, les moteurs à haute température, les traitements médicaux et marins et les équipements sportifs, utilisent un alliage de titane. De nombreux alliages d’autres métaux contiennent également de petites quantités de titane, mais ils ne sont pas considérés comme des alliages de titane à moins que le titane ne constitue la majorité de la substance.
Le titane est souvent considéré comme un métal miracle pour sa haute résistance et sa légèreté. À peu près aussi résistant que l’acier et deux fois plus résistant que l’aluminium, le titane est 45 % plus léger que l’acier et seulement 60 % plus lourd que l’aluminium. Il a également l’avantage de ne pas réagir avec le corps humain, ce qui le rend idéal pour les implants médicaux tels que les broches pour maintenir ensemble les os cassés. Cependant, son coût élevé a limité son utilisation.
Le titane est relativement courant dans la croûte terrestre, représentant environ 0.57% (le 9ème élément le plus commun), mais l’extraire de ses minerais – les minéraux Rutile (TiO2), Ilménite (FeTiO3) et Sphène (CaTiSiO5) – peut être coûteux, en raison de l’apport de chaleur élevé requis. Le titane élémentaire n’a été isolé pour la première fois sous sa forme pure qu’en 1910, lorsque Matthew A. Hunter a chauffé le TiCl4 avec du sodium à 800°C (1472°F).
Il existe 38 types courants d’alliage de titane, mais le mélange typique est de 90 % de titane, 6 % d’aluminium et 4 % de vanadium. Ce mélange est appelé Grade 5. Il existe des grades de titane 1 à 38, le 38 étant le plus récemment inventé. Les notes n’indiquent pas la force ou quoi que ce soit, elles sont juste utilisées pour une référence facile, bien que les premières notes aient été les premières à être couramment produites. Le titane de grade 5 est également connu sous le nom de titane 6AL-4V, qui est considéré comme adapté à un usage militaire. Cette nuance d’alliage de titane est stable dans les applications jusqu’à 400 °C (752 °F), l’application stéréotypée étant dans les turbines d’avion, qui tournent très rapidement et deviennent très chaudes.
En plus d’être largement utilisé dans le matériel militaire, l’alliage de titane peut être trouvé dans les bielles des automobiles haut de gamme comme Porsche et Ferrari. La présence de ces métaux fait partie de ce qui peut rendre ces voitures si chères, mais aussi fiables et capables de vitesses élevées. Un matériau haut de gamme similaire à celui des produits haut de gamme est la fibre de carbone.