Gr1 (TA1)

Le principal avantage du Gr 1 (TA1) réside dans sa pureté extrêmement élevée et sa très faible teneur en éléments interstitiels. La teneur en oxygène est strictement contrôlée à moins ou égale à 0,18 %, conférant au matériau une ductilité exceptionnellement élevée (allongement supérieur ou égal à 24-30 %) et une excellente formabilité à froid à l'état recuit. Il peut subir des opérations de formage complexes telles que l'emboutissage profond, le pliage à froid, le formage par rotation et le renflement. Son rapport d'étirage limite dépasse celui de l'acier inoxydable 304, ce qui le rend adapté à la fabrication de composants de forme complexe-tels que des plaques d'échangeur de chaleur, des revêtements chimiques, des soufflets, des coupelles en titane et des-pièces embouties. Cet alliage a un faible rapport d'élasticité à la résistance à la traction (généralement < 0,7) et présente une plage d'écrouissage extrêmement longue après élasticité. Il peut tolérer une déformation plastique massive sans rupture, ce qui en fait la nuance la plus ductile et la plus douce de la série industrielle de titane pur.

Gr 1 (TA1) présente une résistance exceptionnelle à la corrosion dans de nombreux milieux corrosifs, son mécanisme principal étant la capacité de former instantanément un film de passivation TiO₂ extrêmement fin (plusieurs nanomètres), dense, stable et auto-cicatrisant sur sa surface. Dans des milieux tels que l'eau de mer, les solutions de chlorure, le chlore gazeux humide, l'acide nitrique, les acides organiques et les solutions alcalines, sa résistance à la corrosion dépasse de loin celle de l'acier inoxydable et des alliages de cuivre, avec un taux de corrosion extrêmement faible (par exemple, presque aucune corrosion par piqûre ou fissure ne se produit dans l'eau de mer). C'est l'un des rares matériaux métalliques capables de résister à la corrosion par le chlore gazeux humide, ce qui en fait un choix de matériau de base pour l'industrie du chlore-alcali, le dessalement de l'eau de mer et les condenseurs des centrales électriques côtières.

La densité du Gr 1 (TA1) est d'environ 4,51 g/cm³, soit seulement 57 % de celle de l'acier au carbone, ce qui lui confère un avantage naturel en matière de légèreté. Bien que sa résistance absolue ne soit pas élevée (résistance à la traction en état recuit : 240-370 MPa), sa résistance spécifique (résistance/densité) reste considérable. Il est particulièrement utile dans les applications où l'allègement est requis mais où les charges ne sont pas extrêmes, comme les revêtements et les composants structurels des avions, la tuyauterie des navires et les équipements en haute mer. Son module d'élasticité est d'environ 105 GPa, soit environ la moitié de celui de l'acier, ce qui se traduit par une déformation élastique importante et un excellent amortissement des vibrations et une excellente résistance aux chocs.

Gr 1 (TA1) présente une excellente soudabilité et peut être soudé en utilisant diverses méthodes telles que le soudage TIG, MIG et plasma. Le coefficient de résistance du joint soudé peut atteindre plus de 90 % de celui du métal de base, ce qui en fait l'une des meilleures qualités soudables parmi le titane et les alliages de titane. Lors du soudage, du gaz argon de haute-pureté doit être utilisé pour protéger entièrement la zone à haute-température afin d'éviter toute contamination par oxydation qui pourrait conduire à une fragilisation. Cet alliage a de bonnes propriétés de travail à froid et à chaud et peut subir des processus de forgeage, de laminage, d'estampage, d'emboutissage profond et autres. Cependant, son usinabilité est médiocre en raison d'une faible conductivité thermique et d'une tendance à coller aux outils. Des outils en alliage dur, de faibles vitesses de coupe et un refroidissement adéquat sont nécessaires. Le recuit peut éliminer les contraintes de traitement et restaurer la ductilité, avec des températures de recuit typiques pour la recristallisation allant de 650 à 750 degrés.