Les alliages titane-ruthénium (Ti-0.1 Ru), titane de grades 26 et 27, fournissent un rendement amélioré en ce qui a trait à la corrosion, ce rendement est semblable à celui du mélange titane-palladium (Ti-0.15 Pd, Ti grades 7 et 11) et au palladium pauvre (Ti-0.05 Pd, titane grades 16 et 17), mais à un coût beaucoup plus faible. Ces alliages Ti-0.1 Ru serviront probablement dans des applications de l'industrie du traitement chimique où le titane de grades 7, 11, 16 ou 17 est choisi et utilisé aujourd'hui en fonction des économies réalisées sur les équipements. Les applications touchent aussi un service hautement corrosif où des matériaux moins appropriés ou plus coûteux sont utilisés.

Effet du ruthénium

Des ajouts de ruthénium au titane agissent essentiellement de la même façon que les ajouts de palladium d'un point de vue métallurgique et corrosif. Comme pour les métaux de la mine de platine (connus sous le nom de PGM), le ruthénium et le palladium sont tous deux des stabilisateurs bêta et titane et ils stabilisent une très petite portion du volume de la seconde phase (bêta) en titane alpha. Étant donné que ces ajouts de PGM sont minimes (<0.15 de pourcentage de poids), ces ajouts d'alliages Pd et Ru n'affectent pas les propriétés de base métallurgiques et mécaniques ainsi que physiques du grade de base de titane non allié auxquelles ils sont ajoutés. Par conséquent, ces alliages simples et pauvres Ti-Ru et binaires Ti-Pd présenteront les mêmes propriétés de traction et de glissement que les alliages de base Ti non alliés (c.-à-d. titane grades 2 et 1) et vont permettre des valeurs de tension permises équivalentes à celles proposées (et déjà acceptées pour tous les alliages Ti-Pd conformément au Code ASME). La fabrication de ces alliages (formation, usinage, soudage) reste aussi la même.

Le palladium et le ruthénium agissent de façon identique pour améliorer la résistance à la corrosion du titane en fournissant des sites de surtension à bas niveau d'hydrogène qui font passer la possibilité d'alliage positif pour stabiliser et maintenir la couche d'oxyde sur la surface protectrice TiO2. Cela résulte en une augmentation importante de la résistance à la corrosion dans des conditions légèrement réduites en acide et lorsqu'il est possible d'avoir une corrosion causant des fissures dans des substances d'halogénure chaud (p. ex. : eau de mer chaude, saumure, solutions chlorées, chlore chaud) avec du titane non allié.

En général, le grade 26 , qui correspond au titane grade 2 pour les propriétés mécaniques, servira d'appareil de travail pour les applications d'équipement de traitement comme les blindages, les têtes, les plaques tubulaires, les tubes, etc. Une force plus faible, une endurance plus grande (grade 27), qui correspond au titane non allié grade 1 pour les propriétés mécaniques, sera fort probablement utilisé comme revêtement (pour les métaux plaqués), pour les applications ayant besoin d'une meilleure qualité de formation et pour certaines applications de tuyaux et de tubes soudés.

Fil-électrode

Les grades 26 ou 27 peuvent être soudés avec AWS 5.16-90, ER Ti-7 (grade de titane-palladium) ou avec (ce qui est proposé) ER Ti-27 (UNS Composition R52255, un produit chimique correspondant) et garder les mêmes propriétés mécaniques, physiques et de résistance améliorée contre la corrosion.

Une demande de cas de code qui permettra au fil-électrode UNS R52255 titane-ruthénium d'être dans le groupe F-52 avec les alliages titane-palladium correspondants a été soumise.

Coût

Le coût des alliages de ruthénium est bon comparativement aux alliages améliorés de palladium, bien que la volatilité dans le prix des métaux précieux a quelque peu réduit l'avantage du Ti Ru par rapport aux alliages de palladium pauvre. La comparaison ci-dessous suppose que la portion titane de chaque grade coûte presque la même chose que le titane non allié et augmente la valeur du métal précieux qu'il contient, permettant un rendement de 70 pour cent avec les produits d'atelier. Ces données sont considérées comme étant presque totalement exactes en date du 1er juillet 2000.

Malheureusement, le prix des métaux précieux est devenu très volatil au début de l'an 2000, par conséquent, les coûts relatifs aux grades non alliés ont grimpé de façon faramineuse, l'avantage des coûts des alliages de ruthénium comparativement aux alliages de palladium sont mêmes plus élevés.

État de Code ASME

Le cas de code 2235 a été adopté par la ASME le 7 février 2000. Des copies sont disponibles auprès de la ASME à New York.

TABLEAU 1
EXIGENCES CHIMIQUES

Le cas de code fait référence aux spécifications de la ASTM pour les grades 7 et 11, sauf pour les éléments chimiques montrés au Tableau 1, c'est donc dire que toutes les formes de produits disponibles dans les grades 7 et 11 listés dans le tableau 2 pourront être utilisées dans le cas de code

TABLEAU 2
SPÉCIFICATIONS DES PRODUITS

Le cas de code démontre aussi les tensions permises pour le grade 26 - titane-palladium grade 7 et pour le grade 27 - titane-palladium grade 11, ainsi, les valeurs de tensions seront les mêmes que pour les produits Ti Pd correspondants énumérés au Tableau 3.

TABLEAU 3
VALEURS DE TENSIONS PERMISES MAXIMALES
(Toutes formes de produits)*

* 0,85 de réduction devrait être faite pour l'efficacité de la soudure dans les raccords, les tuyaux et les tubes soudés..

Procédures de soudure

Les procédures de soudage utilisant les techniques normales et le processus manuel de soudage à l'électrode de tungstène ont été utilisés à la section IX à l'aide de fil-électrode avec AWS 5.16-90 ER Ti-7, à l'exception de la substitution qui a été faite du ruthénium pour le palladium. Aucune difficulté n'a été rencontrée.

Utilisation actuelle du titane-ruthénium

Les alliages Ti-0.1 Ru peuvent être utilisés dès maintenant pour les applications du Code ASME.

Les alliages de titane-ruthénium peuvent être utilisés pour les surfaces avec alliage pour prolonger la gamme opérationnelle du titane non allié qui pourrait être sujette à une corrosion causant des fissures. Ti-0.1 Ru (grade 27) peut servir à la construction de gaine explosive ou de revêtement. Ti-0.1 Ru peut servir à l'équipement interne et mécanique. Ti-0.1 Ru peut servir aux revêtements de plaques tubulaires et pour les tubes dans certaines conditions.

Les utilisateurs intéressés aux alliages Ti-0.1 Ru sont priés d'appeler Titanium Fabrication Corporation pour obtenir plus de détails sur les prix et les produits disponibles..