Il existe plusieurs référentiels normatifs relatifs au titane permettant de définir les alliages de titane, leurs désignations, leurs compositions chimiques et leurs propriétés mécaniques. La maîtrise de ces normes relatives au titane est essentielle pour sélectionner, comparer et valider le matériau le mieux adapté à une application donnée.
Comme pour les autres métaux, les normes les plus importantes relatives au titane comprennent les normes américaines ASTM et SAE (en particulier les spécifications AMS pour l'aérospatiale), la norme européenne Euronorm, la norme allemande DIN, la norme japonaise JIS, la norme internationale ISO, ainsi que les normes chinoises GB et russes GOST.
Le titane permet d’obtenir des modifications remarquables de sa microstructure grâce à des variations dans les traitements thermomécaniques. De ce fait, un nombre relativement restreint de nuances de titane suffit à couvrir un large éventail de propriétés et d’applications. Dans la pratique, on recense environ 50 nuances principales de titane répertoriées et actuellement utilisées, bien que seules quelques dizaines d’entre elles soient facilement disponibles dans le commerce.
Les normes américaines ASTM relatives au titane recensent environ 40 nuances principales de titane, dont les nuances 1 à 4 sont des titanes commercialement purs (non alliés). Les nuances couvertes par l’ASTM, ainsi que d’autres alliages, sont également produites pour répondre aux spécifications aérospatiales et militaires (SAE-AMS et MIL-T), ainsi qu’aux normes ISO sur le titane, à l’Euronorm, à la norme GOST et aux normes japonaises JIS sur le titane. Bien que ces normes se recoupent dans de nombreux domaines, elles ne sont pas interchangeables. Dans le cadre de ses efforts visant à adopter une approche plus globale des normes relatives au titane, la Société japonaise du titane a proposé des systèmes unifiés de spécifications.
Le principal défi lié aux normes relatives au titane ne réside pas dans un manque de normes définies par les organismes de normalisation (SDO). Il tient plutôt au nombre important de spécifications détaillées et spécifiques élaborées par les entreprises aérospatiales, qui ont tendance à limiter les séries de production. Chaque entreprise aérospatiale dispose de ses propres spécifications, y compris des filières de fabrication bien définies ; ainsi, une filière de fabrication autorisée par une entreprise peut ne pas l’être par une autre.
Cette situation conduit à une production en petites séries. Les matériaux surproduits peuvent être stockés, mais ils ne peuvent être utilisés que par une entreprise qui accepte le cahier des charges. De plus, ces matériaux sont souvent surqualifiés pour un usage industriel général, car ils ont déjà satisfait aux exigences très détaillées de l’industrie aérospatiale en matière d’assurance qualité. Pour la même raison, la part importante de matériaux qui finissent à la casse doit être soigneusement triée afin de conserver la traçabilité détaillée exigée par les entreprises aérospatiales.
Cet article traite des normes internationales qui régissent la désignation et la classification des alliages de titane. Les autres guides de la série « Titane » abordent le contenu de ces normes. Le guide « Spécifications du titane » explique en détail les différents systèmes de spécifications ; il s’agit d’un sujet étroitement lié à celui-ci, qu’il est utile de consulter en parallèle. Le guide « Nuances de titane » classe le titane commercialement pur et ses alliages en familles, tandis que le guide « Propriétés du titane » traite de la résistance mécanique, de la faible densité et de la résistance à la corrosion qui distinguent une nuance d’une autre. Ensemble, ces guides établissent un lien entre le cadre normatif et les spécifications, les nuances et les propriétés qu’il sous-tend.
Bien qu'une cinquantaine de nuances principales de titane soient répertoriées et utilisées à l'échelle mondiale, seules une vingtaine d'entre elles sont facilement disponibles sur le marché. À elle seule, l'ASTM reconnaît environ 40 nuances principales.
Étant donné que chaque entreprise du secteur aérospatial applique ses propres spécifications et ses propres processus de fabrication agréés, les matériaux sont souvent produits en petits lots spécifiques. Un processus accepté par une entreprise peut être rejeté par une autre, ce qui limite le champ d'application d'un lot donné.
Les matériaux surproduits peuvent être stockés, mais ils ne peuvent être utilisés que par une entreprise qui accepte les spécifications selon lesquelles ils ont été fabriqués. Comme ils ont déjà été soumis aux contrôles de qualité rigoureux de l'industrie aérospatiale, ils sont souvent surqualifiés, et donc plus coûteux que nécessaire, pour une utilisation industrielle générale.
Une grande partie du titane est transformée en déchets lors de la production aérospatiale. Ces déchets doivent être soigneusement triés et suivis afin de préserver la traçabilité détaillée des matériaux exigée par les entreprises du secteur aérospatial.
Selon les normes ASTM relatives au titane, les nuances 1 à 4 sont dites « commercialement pures » (non alliées). Elles présentent des caractéristiques variables en termes de résistance mécanique et de pureté, et sont principalement choisies pour leur résistance à la corrosion.