Metalurgia Del Titanio
El titanio puro es normalmente de un hexagonal (alfa -Α) estructura, pero se transforma en una forma cúbica centrada en el cuerpo (beta - β) cuando se calienta por encima de 882 oC. La adición de elementos de aleación al titanio influye en esta temperatura de transformación y en muchas aleaciones resulta en beta que se conserva a temperatura ambiente, produciendo así un material que contiene fases alfa y beta o incluso uno que es totalmente beta. Las cantidades relativas de fases alfa y beta en cualquier aleación en particular tienen un efecto significativo en las propiedades de ese material en términos de resistencia a la tracción, ductilidad, propiedades de fluencia, soldabilidad y facilidad de formabilidad. Es una práctica común en la industria metalúrgica referirse a las aleaciones de titanio por su estructura, por lo tanto alfa, alfa-beta, y beta aleaciones, ejemplos de los cuales se dan en la tabla 1.
Aleaciones Alfa
El titanio comercialmente puro está, de hecho, aleado con pequeñas cantidades de oxígeno que aumentan la dureza y la resistencia a la tracción. Al variar las cantidades añadidas es posible producir una gama de grados comercialmente puros de titanio con niveles de resistencia que varían entre 290 y 740 MPa Estos materiales son nominalmente todos alfa en estructura aunque pequeñas cantidades de fase beta son posibles si los niveles de impureza de los estabilizadores beta como el hierro son altos. Mientras que las aleaciones alfa no pueden ser tratadas térmicamente para aumentar la resistencia, la adición de 2.5% de cobre al titanio da como resultado un material que responde al tratamiento de la solución y al envejecimiento de una manera similar a las aleaciones de aluminio-cobre. El aluminio como adición de aleación al titanio es un estabilizador alfa y se encuentra en muchas de las aleaciones disponibles comercialmente.
Aleaciones Alpha-Beta
Elementos como el vanadio, el molibdeno, el hierro y el cromo estabilizan la fase beta y se han desarrollado muchas aleaciones alfa-beta. Estos son generalmente materiales de resistencia media a alta con resistencia a la tracción de 620 a 1250 MPa y con resistencia útil a la fluencia de hasta 350 a 400 oC. Además de las propiedades de tracción, la fatiga de ciclo bajo y alto y la resistencia a la fractura son ahora parámetros de diseño críticos, por lo que se han desarrollado procedimientos termomecánicos y de tratamiento térmico para garantizar que las aleaciones proporcionen un equilibrio óptimo de las propiedades mecánicas para una amplia gama de aplicaciones.
Para una máxima resistencia a la fluencia a temperaturas superiores a 450oC, ahora se utilizan aleaciones del tipo alfa cercano. Estos ofrecen una resistencia a la fluencia aceptable a temperaturas de hasta 600 oC.
Aleaciones Beta
Existen especificaciones internacionales y nacionales para los materiales de titanio utilizados en el sector aeroespacial, pero no existe una cobertura similar para los materiales para aplicaciones no aeronáuticas. Generalmente, para este sector, la serie asTM de especificaciones sonLa otra clase de materiales de titanio es la de las aleaciones beta. Cuando se añaden suficientes elementos estabilizadores beta al titanio, se pueden producir aleaciones all-beta. Estos materiales han estado disponibles durante muchos años, pero han entrado en prominencia recientemente. Por lo general, son más fácilmente viables en frío que las aleaciones alfa-beta, son tratables térmicamente a altas resistencias, y algunas tienen una resistencia superior a la corrosión a los grados comercialmente puros.
