Aleaciones de titanio

Los metalúrgicos han desarrollado una impresionante variedad de aleaciones metálicas útiles para fines de fabricación. La combinación de un metal y uno o más elementos crea una aleación de metal. Con frecuencia, las aleaciones combinan una gran cantidad de un metal base menos costoso, como el hierro, con un metal más costoso, como el oro o el titanio.

Acerca de las aleaciones de titanio

El titanio se produce ampliamente en la naturaleza en combinación con otros materiales. En su forma purificada, el titanio forma un metal. Muestra dos posibles estructuras cristalográficas distintas como un sólido: una estructura hexagonal "alfa" y una estructura cúbica "beta". Los metalúrgicos han identificado tres grandes tipos de aleaciones de titanio basadas en la forma cristalográfica del titanio utilizado en la aleación. Estos metales difieren algo en las propiedades físicas que muestran.

Aleaciones alfa y casi alfa: estas aleaciones generalmente se sueldan bien, pero no se pueden tratar con calor. Resisten bien las temperaturas frías, proporcionan una buena ductilidad en general y ofrecen niveles de resistencia bajos a medios. Las aleaciones alfa o casi alfa muy altas pueden resistir la oxidación.

Aleaciones beta y casi beta: estas aleaciones de titanio tratables con calor también se soldarán. Proporcionan alta resistencia dentro de los rangos de temperatura especificados.

Combinaciones de aleaciones alfa y beta: estas aleaciones combinan características de los otros dos tipos. Algunas exhiben propiedades tratables por calor y se sueldan. Ofrecen niveles de resistencia medios a altos, pero generalmente requieren una formación en caliente (en lugar de frío).

Los grados de las aleaciones de titanio

Tanto una asociación privada voluntaria de la industria llamada Sociedad Estadounidense para Pruebas de Materiales (la "ASTM") como la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME ") han emitido directrices para clasificar el titanio. Muchas compañías internacionales han adoptado estos estándares. Unos 39 amplios grados de titanio se producen ampliamente en el mercado comercial; El número de grado ayuda a los fabricantes a identificar la composición porcentual de diferentes aleaciones. Por ejemplo, una aleación de titanio de "Grado 5" incluiría 6% de aluminio y 4% de vanadio.

Algunos fabricantes también pueden utilizar otras especificaciones. El Sistema de numeración unificado (ampliamente utilizado en América del Norte), los estándares promulgados por la Organización Internacional de Normalización (ISO) y los Estándares EN (utilizados en la Unión Europea) pueden abordar aleaciones de titanio para fines específicos.

Propiedades y aplicaciones

Aunque hace unas décadas las aleaciones de titanio encontraron utilidad principalmente para aplicaciones militares, hoy en día otros sectores económicos también emplean productos que contienen estos metales. Tanto las propiedades como las aplicaciones de las aleaciones de titanio han ayudado a crear una gran demanda en algunas industrias. Sin embargo, los factores de precio aún limitan la disponibilidad de algunos productos de aleación de titanio:

Propiedades

El titanio purificado forma un metal plateado duro y brillante. Aunque posee una impresionante resistencia a la tracción, el elemento titanio presenta una densidad considerablemente menor que el acero (un centímetro cúbico de titanio pesa solo 4,5 gramos). También resiste la corrosión por agua salada. No magnético y, según se informa, no alergénico, el titanio proporciona un bajo módulo de elasticidad a pesar de su alta resistencia a la tracción. Sin embargo, su alto punto de fusión de 3.038 grados Fahrenheit durante muchos años creó desafíos para los fabricantes que intentan utilizar el titanio como una aleación en entornos comerciales.

Aplicaciones

Hoy en día, el titanio goza de un uso generalizado en las industrias aeroespacial y de aviación, así como en la industria de la defensa. Su peso ligero y alta resistencia dentro de ciertos rangos de temperatura hacen que el titanio sea muy adecuado para una variedad de piezas de aviones. Además, el titanio resistirá la corrosión del agua de mar mejor que muchos otros materiales, por lo que las aleaciones que contienen este metal han ganado un uso generalizado en condensadores de plantas de energía e instalaciones de plantas de desalinización.

Aunque los productos de titanio generalmente aún tienen precios altos, el titanio metálico ha encontrado aplicaciones dentro del campo biomédico para su uso en implantes quirúrgicos y dentales. Según los informes, algunos fabricantes de automóviles de lujo emplean aleaciones de titanio en sus vehículos, y los consumidores recientemente han comenzado a usar palos de golf, relojes y joyas con componentes duraderos de aleación de titanio. En el futuro, los fabricantes probablemente continuarán descubriendo nuevos usos para las aleaciones de titanio.

Ventajas de las aleaciones de titanio

Las aleaciones de titanio ofrecen numerosas ventajas. Primero, resisten bien el agua salada y la corrosión por cloro. En segundo lugar, ofrecen resistencia ligera dentro de los rangos de temperatura especificados. Tercero, muchos productos de aleación de titanio soportan temperaturas frías. Cuarto, estos metales proporcionan un atractivo acabado plateado. Finalmente, algunas aleaciones de titanio retienen formas de manera confiable.

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