metalstek-engineering-logo-white-color-full
  • Tel | (786) 825-8645
  • Email | sales@metalstek.com
metalstek-engineering-logo-white-color-full
GET A QUOTE
metalstek-engineering-logo-white-color-full
GET A QUOTE

Alliage TZM

Fabrication et fourniture d'alliages TZM

MetalsTek Engineering est un fabricant et fournisseur de confiance d’alliage TZM et de ses produits, tels que le tube TZM, le capillaire TZM, la plaque TZM, la barre TZM, la tige TZM et les produits usinés TZM. Nous sommes compétents pour fabriquer des produits TZM sur mesure en fonction des demandes, dans des délais courts et à des prix directs.

Tube capillaire TZM Moly, tube sans soudure

moly tube and TZM capillary tubes made by MetalsTek
moly tube and TZM capillary tubes made by MetalsTek
TZM Moly Capillary Tube1
moly tube and TZM capillary tubes made by MetalsTek
TZM Moly Capillary Tube10
TZM Moly Capillary Tube9
moly tube and TZM capillary tubes made by MetalsTek

Matériau : Alliage TZM, alliage de molybdène

Résistance à la traction ≥735MPa ; limite d’élasticité ≥685MPa

Allongement ≥10% ; HV240-280 Dureté

Gamme de tailles : ø0,5~10mm, diamètres sur mesure, épaisseur de paroi 0,1~3mm, longueur 5~1 500mm

Surface : Polie (Ra<3.2), nettoyée chimiquement

Obtenir un devis

Barre TZM Moly (carrée, ronde, hexagonale)

Matériau : Alliage de titane, de zirconium et de molybdène

Forme : Barre carrée, barre hexagonale, barre cylindrique

Gamme de tailles : 0,1~60mm *100~1 500mm de longueur, ou tailles personnalisées

Résistance à la traction : ≥830MPa ; Limite d’élasticité : ≥690MPa ; Allongement : ≥10% ; Dureté : HV240-280

Applications : Pièces de la chambre d’arc dans l’implanteur ionique, construction de fours à haute température, moules de moulage sous pression, etc.

Obtenir un devis

Plaques et tôles TZM

Gamme de dimensions : Epaisseur 0,1~40mm * 50~600mm *100~1 500mm

Densité : ≥10,1g/cm3

Résistance à la traction : ≥830MPa

Limite d’élasticité : ≥690MPa

Allongement : ≥10%

Dureté : HV240-280

Applications : Pièces de la chambre d’arc dans l’implanteur ionique, construction de fours à haute température, moules de moulage sous pression, etc.

Obtenir un devis

Tige TZM

Gamme de tailles : Diamètre 15~100mm*200~1 500mm

Densité : ≥10.05g/cm3

Résistance à la traction : ≥735MPa

Limite d’élasticité : ≥685MPa

Allongement : ≥10%

Dureté : HV240-280

Applications : Connecteur des cibles rotatives de pulvérisation de rayons X, moules à haute température, construction de fours, etc.

Obtenir un devis

Tubes et tuyaux en TZM

Matériau : Alliage TZM

Densité : ≥10.05g/cm3

Résistance à la traction : ≥735MPa

Limite d’élasticité : ≥685MPa

Allongement : ≥10%

Dureté : HV240-280

Gamme de tailles : Diamètres sur mesure, épaisseur de paroi 0,1~30 mm, longueur 5~6 000 mm

Surface : Polie (Ra<3.2), nettoyée chimiquement

Obtenir un devis

Description

L’alliage TZM, également connu sous le nom d’alliage de molybdène TZM, est un alliage de titane-zirconium-molybdène contenant 0,50 % de titane, 0,08 % de zirconium et 0,02 % de carbone, le reste étant du molybdène. Cet alliage est fabriqué par métallurgie des poudres ou par coulée à l’arc. L’alliage TZM présente plusieurs avantages par rapport au molybdène pur, notamment une meilleure résistance au fluage, une plus grande solidité et une meilleure résistance à l’oxydation. Il est couramment utilisé dans les applications à haute température et dans l’outillage pour le forgeage à chaud.

Vidéo sur le tube capillaire TZM Moly

Composition chimique du TZM

Composants principaux : Ti : 0,4-0,55%, Zr : 0,06-0,12 %, C : 0,01-0,04 %, Mo : équilibre

OthersOAlFeMgNiSiNMo
Content (wt. %)≤0.03≤0.01≤0.002≤0.002≤0.002≤0.002≤0.002Bal.

Propriétés des alliages TZM

Propriétés physiques
Métrique
Anglais
Commentaires
Densité10,16 g/cc0,3671 lb/in³
Propriétés mécaniques
Métrique
Anglais
Commentaires
Résistance à la traction, ultime83.0 MPa12000 psi
à une température de 1650 °C@Température 3000 °F
490 MPa71100 psi
Température de 1095 °C@Température 2003 °F
965 MPa140000 psi
Température de 23,0 °C@Température 73.4 °F
Résistance à la traction, limite d’élasticité62.0 MPa8990 psi
à une température de 1650 °C@Température 3000 °F
435 MPa63100 psi
Température de 1095 °C@Température 2003 °F
860 MPa125000 psi
Température de 23,0 °C@Température 73.4 °F
Allongement à la rupture10%10%en 50 mm
Résistance à la rupture159 MPa23000 psiDétente sous contrainte Recuit
Température de 1320 °C,température de 2400 °F,
Temps 36000 secTemps 10.0 heures
Module d’élasticité325 GPa47100 ksiMolybdène pur
Propriétés thermiques
Métrique
Anglais
Commentaires
CTE, linéaire4,90 µm/m-°C2,72 µin/in-°F
@Température 20.0 – 40.0 °C@Température 68.0 – 104 °F
5,90 µm/m-°C3,28 µin/in-°FEstimation à partir de Mo. pur
@Température 20.0 – 250 °C@Température 68.0 – 482 °F
6,00 µm/m-°C3,33 µin/in-°FEstimation à partir de Mo. pur
@Température 20.0 – 500 °C@Température 68.0 – 932 °F
6,10 µm/m-°C3.39 µin/in-°FEstimation à partir de Mo-0.5Ti
@Température 20.0 – 1000 °C@Température 68.0 – 1830 °F
Capacité thermique spécifique0,250 J/g-°C0,0598 BTU/lb-°FEstimation à partir de l’humidité pure.
Conductivité thermique118 W/m-K819 BTU-in/hr-ft²-°F
@Température 500 °C@Température 932 °F
Point de fusion <= 2620 °C<= 4750 °F　
Liquidus2620 °C4750 °F
Propriétés chimiques
Métrique
Anglais
Commentaires
Carbone, C0.010 – 0.040 %0.010 – 0.040 %
Hydrogène, H <= 0.00050 %<= 0.00050 %　
Fer, Fe <= 0.010 %<= 0.010 %　
Molybdène, Mo99.40%99.40%
Nickel, Ni <= 0.0050 %<= 0.0050 %　
Azote, N <= 0.0020 %<= 0.0020 %　
Oxygène, O <= 0.030 %<= 0.030 %　
Silicium, Si <= 0.0050 %<= 0.0050 %　
Titane, Ti0.40 – 0.55 %0.40 – 0.55 %
Zirconium, Zr0.060 – 0.12 %0.060 – 0.12 %
Parler à un expert

Applications de l'alliage TZM

  • L'alliage TZM est largement utilisé dans diverses applications en raison de sa solidité, de sa résistance aux températures élevées et d'autres propriétés souhaitables. Parmi les applications les plus courantes, on peut citer
  • 1. Structures militaires, aérospatiales et à haute température : Les bonnes propriétés mécaniques de l'alliage TZM à haute température et à haute pression le rendent approprié pour des applications telles que les tuyères de fusées, les gazoducs et les revêtements de cols de tuyères.
  • 2. Fusion du verre : L'alliage TZM est résistant à la corrosion des liquides métalliques, ce qui le rend approprié pour être utilisé comme arbre principal des agitateurs à revêtement de platine et de rhodium pour les fours de fusion du verre.
  • 3. Matériau pour moules de coulée sous pression : L'alliage TZM peut être utilisé comme matériau de moulage sous pression pour les métaux ferreux ou non ferreux et les bouchons perforés en acier inoxydable sans soudure, tels que les moules de rotor en cuivre sur les moteurs.
  • 4. Industries électronique et électrique : L'alliage TZM est largement utilisé dans les cathodes de tubes électroniques, les grilles, les composants de redressement à haute tension et les circuits intégrés à couche mince des semi-conducteurs.
  • 5. Équipement pour l'énergie nucléaire : L'alliage TZM est utilisé dans les boucliers contre les radiations, les cadres de support, les échangeurs de chaleur, les rails et d'autres équipements d'énergie nucléaire.

L’alliage TZM est largement utilisé dans les applications à haute température et dans l’outillage pour le forgeage à chaud, ainsi que dans diverses industries telles que la construction de fours à vide, l’équipement de diagnostic médical, etc.

Emballage

Nos produits en alliage TZM sont clairement étiquetés et marqués à l’extérieur pour garantir une identification et un contrôle de qualité efficaces. Nous prenons grand soin d’éviter tout dommage qui pourrait être causé pendant le stockage ou le transport.

Request A Quote
Attach a Drawing
*Company e-mail address is preferred. 

Au-delà du molybdène : Comprendre pleinement la supériorité de l'alliage TZM

Dans le domaine des matériaux avancés essentiels aux industries de haute technologie, l’alliage TZM se distingue par ses performances exceptionnelles dans des conditions extrêmes. Mais qu’est-ce que le TZM exactement et pourquoi devient-il de plus en plus crucial dans des applications allant de l’aérospatiale à l’électronique ? Cet article plonge dans l’univers de l’alliage TZM, en mettant en lumière sa composition, ses propriétés et le rôle essentiel qu’il joue dans la technologie moderne.

Table des matières

Chapitre 1

Qu'est-ce que l'alliage TZM ?

L’alliage TZM, abréviation d’alliage titane-zirconium-molybdène, est un alliage métallique réfractaire de haute performance, une version améliorée du molybdène pur, connu pour ses propriétés exceptionnelles à haute température. En incorporant de faibles pourcentages de titane et de zirconium à une base de molybdène, cet alliage offre une solidité et une résistance supérieures aux températures élevées et aux environnements corrosifs.

Les matières premières du TZM sont principalement constituées de molybdène (Mo), avec environ 0,5 % de titane (Ti), 0,08 % de zirconium (Zr) et 0,02 % de carbone (C) ajoutés en tant qu’éléments de formation de carbures. Ces ajouts confèrent au TZM des propriétés supérieures à celles du molybdène pur, ce qui en fait un choix de premier ordre pour les projets d’ingénierie haut de gamme.

Élément

Contenu (%)

Molybdène, Mo

99.38-99.41

Titane, Ti

0.5

Zirconium, Zr

0.08

Carbone, C

0.010-0.040

Chapitre 2

Matières premières et méthodes de préparation de l'alliage TZM

Les matières premières utilisées dans la production de l’alliage TZM sont la poudre de molybdène de haute pureté, la poudre d’hydrure de titane (TiH2), la poudre d’hydrure de zirconium (ZrH2) et la poudre de graphite.

Méthodes de préparation de l’alliage TZM La préparation de l’alliage TZM implique plusieurs processus métallurgiques sophistiqués conçus pour garantir des performances optimales dans son utilisation finale. Ces procédés sont les suivants

  1. Métallurgie des poudres :
    • Mélange : L’étape initiale consiste à mélanger les poudres de molybdène, de titane, de zirconium et de carbone. Ce mélange doit être bien homogène pour assurer une répartition uniforme des éléments d’alliage.
    • Compactage : La poudre mélangée est ensuite compactée sous une forme dense, généralement par pressage ou frittage, ce qui consolide la poudre en une masse solide.
    • Le frittage : Le matériau compacté est chauffé à une température inférieure à son point de fusion, mais suffisamment élevée pour permettre aux particules de se lier entre elles. Cette étape renforce la résistance et l’intégrité du matériau.
  2. Fusion à l’arc :
    • Dans certains cas, l’alliage TZM peut être préparé par fusion à l’arc, où les matières premières sont fondues ensemble dans un four à arc électrique. Ce procédé permet d’obtenir un matériau plus homogène avec une porosité réduite.
  3. Forgeage et laminage :
    • Une fois fritté ou fondu, le matériau TZM est souvent forgé ou laminé pour obtenir sa forme finale. Ces étapes de travail mécanique améliorent les propriétés mécaniques du matériau en affinant sa microstructure et en alignant ses grains.
  4. Traitement thermique :
    • Des traitements thermiques finaux peuvent être appliqués pour optimiser les propriétés mécaniques de l’alliage. Le traitement thermique du TZM peut modifier sa microstructure, améliorant ainsi sa solidité et sa résistance au fluage à haute température.

Ces méthodes de préparation sont cruciales pour garantir que l’alliage TZM offre les performances attendues dans des applications exigeantes, telles que l’aérospatiale et l’électronique, où les matériaux standard risquent d’échouer. Le contrôle minutieux de la qualité des matières premières, associé à des processus de fabrication précis, définit le succès de l’alliage TZM dans les applications critiques.

Chapitre 3

Propriétés des alliages TZM

L’alliage TZM présente une série de propriétés exceptionnelles qui le rendent adapté à diverses applications à haute température :

Propriétés mécaniques

  • Résistance : Environ 110 ksi (760 MPa) de résistance à la traction à température ambiante, soit environ le double de celle du molybdène pur à des températures supérieures à 1093°C (2000°F). La limite d’élasticité est également élevée, en particulier à des températures élevées, en raison de la présence de fines particules de carbure qui font obstacle au mouvement des dislocations.
  • Ductilité : Le TZM présente également une bonne ductilité à température ambiante, ce qui est important pour les processus de fabrication qui impliquent de former ou de plier le matériau.
  • Dureté et résistance : Dureté élevée d’environ 220 DPH (dureté pyramidale diagonale). La dureté du TZM est considérablement améliorée par l’ajout de titane et de zirconium, qui forment des carbures stables dans la matrice de molybdène. Ces carbures empêchent la croissance des grains à haute température, maintenant l’intégrité structurelle de l’alliage et sa résistance à l’usure. Module élastique élevé de 320 GPa

Propriétés thermiques

  • Point de fusion : Le TZM a un point de fusion élevé d’environ 2620°C, légèrement supérieur à celui du molybdène pur. Cette propriété fait du TZM un matériau idéal pour les fours à haute température et autres équipements de traitement thermique.
  • Dilatation thermique : Le faible coefficient de dilatation thermique du TZM est d’environ 5,3×10-⁶ K-¹ à 20-100°C, ce qui est similaire à celui de l’acier. Cette similitude est bénéfique dans les applications impliquant des matériaux de jointure où la dilatation différentielle pourrait entraîner une défaillance structurelle.
  • Conductivité thermique : La conductivité thermique du TZM est robuste, bien que légèrement inférieure à celle du molybdène pur, en raison de la présence d’éléments d’alliage. Cette caractéristique est cruciale pour les applications nécessitant une dissipation rapide de la chaleur.

Propriétés électriques

  • Conductivité électrique : Résistivité électrique de 5,3 – 5,5 μΩ-cm à 20°C. Bien que la conductivité électrique du TZM soit inférieure à celle du molybdène pur, elle reste suffisante pour de nombreuses applications électriques et électroniques, telles que les composants des systèmes de distribution d’énergie où une résistance aux températures élevées est également requise.
  • Parmi ces propriétés, l’alliage TZM présente quelques autres caractéristiques énumérées ci-dessous :

Résistance à la corrosion: Le TZM offre une meilleure résistance à l’oxydation que le molybdène pur à des températures allant jusqu’à 400°C. Au-delà, des mesures de protection ou des revêtements peuvent être nécessaires pour empêcher l’oxydation dans un environnement aérien.

Résistance au fluage: L’un des principaux avantages du TZM par rapport au molybdène pur est sa résistance supérieure au fluage à haute température. Le TZM convient donc à des composants tels que les pièces de moteurs à réaction et les composants de fours à haute température, où les matériaux sont soumis à une exposition prolongée à des contraintes et à des températures élevées.

Grâce à ces propriétés, l’alliage TZM reste un matériau de choix pour les ingénieurs et les concepteurs qui cherchent à surmonter les limites des métaux traditionnels dans les environnements extrêmes. Que ce soit dans le domaine de l’aérospatiale, de la défense ou de la fabrication de pointe, la combinaison de la résistance à haute température, de la stabilité thermique et de la résistance à l’usure mécanique de l’alliage TZM offre des avantages significatifs, ce qui en fait un composant essentiel dans la conception des technologies de la prochaine génération.

Chapitre 4

Alliage TZM VS Molybdène pur : Les différences

Bien que l’alliage TZM et le molybdène pur soient tous deux des métaux réfractaires, il existe plusieurs différences essentielles entre les deux. Ces différences ne se limitent pas à la composition chimique, mais s’étendent à la résistance mécanique, aux performances thermiques et à l’adéquation des applications. Voici une comparaison détaillée :

Composition

  • Molybdène pur : Se compose presque entièrement de molybdène. C’est un excellent conducteur d’électricité et de chaleur et son point de fusion est l’un des plus élevés parmi les métaux.
  • Alliage TZM : Se compose principalement de molybdène avec environ 0,5 % de titane, 0,08 % de zirconium et 0,02 % de carbone. Ces éléments supplémentaires sont essentiels pour améliorer la résistance mécanique et les capacités à haute température de l’alliage.

Propriétés mécaniques

  • Résistance et ductilité : Le molybdène pur présente une bonne résistance et une bonne ductilité à haute température, mais l’alliage TZM présente une résistance supérieure, en particulier dans des conditions de haute température. Le TZM conserve une résistance et une dureté supérieures grâce à la formation de carbures stables dans les joints de grains, qui empêchent la croissance des grains et améliorent la résistance au fluage.
  • Résistance au fluage : Le TZM présente une résistance au fluage nettement supérieure à celle du molybdène pur. Cette caractéristique est essentielle dans les applications impliquant une exposition prolongée à des températures élevées où la déformation sous contrainte peut être un mode de défaillance critique.

Propriétés thermiques

  • Point de fusion : Les deux matériaux ont des points de fusion élevés, le molybdène pur fondant à environ 2623 °C et le TZM à une température légèrement supérieure en raison de ses éléments d’alliage, qui lui confèrent également une meilleure stabilité à ces températures.
  • Conductivité thermique : Le molybdène pur a une conductivité thermique plus élevée que l’alliage TZM. Si le molybdène pur est donc excellent pour les applications nécessitant une dissipation efficace de la chaleur, la conductivité thermique légèrement inférieure du TZM est souvent un bon compromis pour sa résistance et sa stabilité accrues à haute température.

Résistance à l’oxydation

  • Oxydation : Le molybdène pur est relativement résistant à l’oxydation à des températures inférieures à 400°C. Cependant, le TZM offre une meilleure résistance à l’oxydation à des températures légèrement plus élevées en raison de la présence de titane et de zirconium, qui forment des couches d’oxyde plus stables à la surface.

Applications

  • Applications du molybdène pur : Idéal pour les applications où la chaleur élevée et la conductivité électrique sont plus importantes que la résistance mécanique. Il s’agit notamment des éléments chauffants, des contacts électriques et des moules pour semi-conducteurs.
  • Applications de l’alliage TZM : L’alliage TZM est mieux adapté aux applications nécessitant une solidité supérieure, une plus grande résistance à la température et une plus grande durabilité. Le TZM est donc un matériau de choix pour les composants aérospatiaux, les pièces de fours à haute température et les outils de travail à chaud.

Coût et traitement

  • Coût : Le molybdène pur est généralement moins cher (environ 25 %) que l’alliage TZM en raison d’un traitement plus simple et de l’absence d’éléments d’alliage supplémentaires coûteux.

Traitement : Le TZM peut être plus difficile à traiter que le molybdène pur en raison de sa dureté et de sa résistance plus élevées, ce qui peut nécessiter des techniques et des outils de fabrication plus avancés.

Chapitre 5

À quoi sert l'alliage TZM ?

L’alliage TZM, dont les propriétés améliorées proviennent de l’ajout de titane, de zirconium et de carbone à sa base primaire de molybdène, est conçu pour être utilisé dans des environnements où une grande solidité, une excellente résistance au fluage et des propriétés thermiques supérieures sont cruciales. Les applications spécialisées de l’alliage TZM couvrent divers secteurs industriels et de haute technologie, reflétant sa capacité à fonctionner dans des conditions extrêmes. Voici un aperçu détaillé des applications courantes de l’alliage TZM :

Aérospatiale et aviation

  • Composants de moteurs-fusées : L’alliage TZM est largement utilisé dans la fabrication des tuyères de moteurs-fusées et d’autres composants qui doivent résister à des contraintes thermiques et mécaniques élevées pendant le lancement et le fonctionnement. Sa capacité à maintenir l’intégrité structurelle à des températures élevées est cruciale pour ces applications.
  • Pièces d’avion : Les pièces fonctionnant à des températures élevées, telles que les pales de turbines et les conduits d’échappement, bénéficient de la résistance thermique et de la solidité du TZM.

Industries électroniques et électriques

  • Équipement de production de semi-conducteurs : Dans l’industrie des semi-conducteurs, le TZM est utilisé pour des pièces telles que les vannes à guillotine et les cibles à rayons X. Son point de fusion élevé et sa stabilité thermique empêchent toute déformation sous l’effet de la chaleur intense générée pendant la production.
  • Électrodes pour l’usinage par décharge électrique (EDM) : Les propriétés électriques et thermiques du TZM en font un matériau adapté aux électrodes utilisées pour l’électroérosion, où les matériaux doivent résister aux chocs thermiques et conserver des géométries précises.

Applications industrielles à haute température

  • Composants de four : Le TZM est idéal pour les pièces de fours à haute température, notamment les éléments chauffants, les boucliers thermiques et les zones chaudes. Sa capacité à résister à une exposition prolongée à des températures élevées sans perdre sa résistance ou se déformer est essentielle dans ces applications.
  • Moules et matrices : Pour les processus de travail des métaux à haute température tels que le moulage et le forgeage, les moules et matrices en TZM offrent une durabilité et des performances supérieures à celles d’autres matériaux.

Technologie médicale

  • Fabrication d’appareils médicaux : La biocompatibilité et les propriétés thermiques robustes du TZM permettent de l’utiliser dans la fabrication de composants d’appareils médicaux qui exigent une grande précision et une grande fiabilité.

Énergie nucléaire

  • Composants de réacteurs nucléaires : L’excellente résistance aux températures élevées et à la corrosion du TZM en fait un matériau adapté aux composants des réacteurs nucléaires, où les matériaux doivent résister à des environnements agressifs et à des niveaux élevés de radiation.

Recherche et développement

  • Équipement de recherche expérimentale : Dans la recherche scientifique, en particulier dans les expériences de science des matériaux et d’ingénierie impliquant des températures élevées et des environnements corrosifs, le TZM est souvent utilisé pour fabriquer des creusets, des supports et d’autres appareils expérimentaux.

Technologie de revêtement

  • Cibles de pulvérisation pour le dépôt de couches minces : Le point de fusion élevé et la bonne conductivité thermique du TZM en font un excellent choix pour les cibles de pulvérisation utilisées dans le dépôt de couches minces, un processus courant dans la fabrication d’appareils électroniques et optiques.

Les nombreuses applications de l’alliage TZM illustrent sa polyvalence et son rôle essentiel dans la technologie moderne et les processus industriels. Ses propriétés matérielles améliorées lui permettent non seulement de fonctionner efficacement dans des conditions extrêmes, mais aussi de contribuer au progrès et à la fiabilité des technologies dans des secteurs exigeant les meilleures performances. Cette adaptabilité et cette robustesse font que l’alliage TZM reste un matériau de choix pour les ingénieurs et les concepteurs qui relèvent les défis des environnements actuels à forte demande.

Chapitre 6

MetalsTek : Votre partenaire de confiance pour les produits en alliage TZM

L’alliage TZM est un remarquable alliage métallique réfractaire qui combine la résistance à haute température du molybdène avec les avantages supplémentaires du titane, du zirconium et du carbone. Ses propriétés uniques en font un choix idéal pour diverses applications à haute température, en particulier dans les industries où les performances et la fiabilité sont essentielles. En tant que fournisseur de premier plan de produits en molybdène, MetalsTek Engineering propose une large gamme de produits en alliage TZM pour répondre aux besoins des chercheurs et des fabricants du monde entier.

Produit connexe