L’élément titane (Ti) est le 9ème élément le plus abondant dans la croûte terrestre et le 4ème élément métallique le plus abondant. Le titane porte le numéro 22 du tableau périodique, a un poids atomique de 47,90 et est représenté par le symbole « Ti ». L’élément lui-même se trouve sous forme de rutile et d’ilménite dans le sable des plages. Aujourd’hui, le rutile est généralement extrait en Australie et en Afrique du Sud.
Pour produire le métal, le rutile est combiné avec du coke ou du goudron, et du chlore gazeux, puis la chaleur est appliquée, créant ainsi du tétrachlorure de titane (TiCl 4). Le TiCl 4 est ensuite transformé par un procédé chimique en un produit « éponge » qui est ensuite fondu sous forme de lingot. Le titane est fondu soit par le procédé de refusion à l’arc sous vide (VAR), soit par l’utilisation d’un four à sole froide. Si la qualité du titane fondu est une qualité « alliée », les agents d’alliage sont ajoutés pendant le processus de compactage. Le lingot est ensuite transformé en diverses formes de produits d’usine à l’aide d’un équipement standard de travail du métal.
Les caractéristiques métallurgiques du titane en font le métal de choix pour de nombreuses applications diverses, notamment l’aérospatiale, l’industrie, le traitement chimique, la marine, le médical, le sport et les biens de consommation. À l’origine, ce métal était utilisé dans l’industrie aérospatiale militaire, notamment en raison de l’efficacité de ses qualités structurelles, résultat de la résistance et de la densité du titane. La densité du titane varie en fonction du grade, et va de 0,160 lb/in3 à 0,175 lb/in3.
Parce que le titane, lorsqu’il est exposé à l’oxygène, crée une couche d’oxyde semblable à de la céramique, il se prête à des applications où la résistance à la corrosion et à l’érosion est une préoccupation. Si le métal est rayé, tant qu’il est exposé à l’oxygène, la rayure se recouvre du film d’oxyde.
En raison de la biocompatibilité du titane, le métal est largement utilisé dans le corps humain, comme implants de hanche et de genou, boîtiers de stimulateurs cardiaques, implants dentaires et plaques cranio-faciales, pour ne citer que quelques applications médicales spécifiques.
Les autres propriétés qui font du titane un « métal de choix » sont son « look » unique, le fait qu’il soit non magnétique, qu’il ait la capacité de conserver sa résistance à haute température et qu’il ait un point de fusion relativement élevé. Outre un rapport résistance/poids élevé, sa résistance à la corrosion dans de nombreux environnements oxydants, y compris l’eau saumâtre et l’eau salée, et sa biocompatibilité, on peut citer son faible module d’élasticité qui lui confère sa flexibilité et sa bonne conductivité thermique.