Las aleaciones de titanio ofrecen varias ventajas, entre las que se incluyen ligereza, alta resistencia, resistencia a la corrosión, excelente rendimiento a bajas temperaturas y alta reactividad química. Además, poseen buena resistencia a la fatiga, resistencia al agrietamiento, alta resistencia al calor, biocompatibilidad, buena conductividad térmica y propiedades no magnéticas. Diferentes combinaciones de aleaciones de titanio pueden cumplir diversos requisitos de aplicación, lo que lleva a su uso generalizado en las industrias aeroespacial, automotriz, médica, química y otras.
Ventajas de rendimiento de las aleaciones de titanio:
Fuerza excepcional
Las aleaciones de titanio tienen una densidad de aproximadamente 4,5 g/cm3, que es sólo el 60% de la del acero. El titanio puro posee una resistencia comparable a la del acero ordinario, mientras que ciertas aleaciones de titanio de alta resistencia superan la resistencia de muchas láminas de acero estructural de aleación. En consecuencia, las aleaciones de titanio exhiben una alta resistencia específica (relación resistencia/densidad), lo que las hace ideales para piezas livianas con alta resistencia unitaria, rigidez y durabilidad. Estas aleaciones encuentran aplicaciones en componentes de motores, esqueletos, revestimientos, sujetadores y trenes de aterrizaje.
Resistencia térmica superior
Las aleaciones de titanio pueden soportar temperaturas más altas que las aleaciones de aluminio, manteniendo su resistencia incluso a temperaturas elevadas. Algunas aleaciones de titanio pueden funcionar durante períodos prolongados a temperaturas que oscilan entre 450-500 grados y exhiben una alta resistencia específica dentro del rango de temperatura de 150 grados -500 grados. Por el contrario, las aleaciones de aluminio experimentan una reducción significativa de su resistencia específica a 150 grados. Con una temperatura máxima de funcionamiento de 500 grados, las aleaciones de titanio superan a las aleaciones de aluminio, que tienen un límite inferior a 200 grados.
Excelente resistencia a la corrosión
Cuando se opera en atmósferas húmedas o ambientes de agua de mar, las aleaciones de titanio exhiben una resistencia a la corrosión superior en comparación con el acero inoxidable. Demuestran una notable resistencia a la corrosión por picaduras, la corrosión ácida y la corrosión por tensión. Las aleaciones de titanio también presentan una excelente resistencia a los álcalis, cloruros, sustancias orgánicas cloradas, ácido nítrico y ácido sulfúrico. Sin embargo, tienen una resistencia limitada a los agentes reductores, al oxígeno y a los medios de sales de cromo.
Impresionante rendimiento a baja temperatura
Las aleaciones de titanio conservan sus características mecánicas a temperaturas extremadamente bajas y ultrabajas. Ciertas aleaciones de titanio, como TA7, exhiben un buen rendimiento a bajas temperaturas y mantienen un cierto nivel de plasticidad en -253 grado. Por tanto, las aleaciones de titanio son materiales estructurales cruciales para aplicaciones en entornos de baja temperatura.
Alta reactividad química
El titanio posee una actividad química significativa y sufre fácilmente reacciones químicas con elementos como oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, vapor de agua y gas amoníaco. Por ejemplo, las aleaciones de titanio con un contenido de carbono superior al {{0}}.2% forman carburo de titanio duro (TiC). A temperaturas más altas, el titanio reacciona con el nitrógeno para formar una capa superficial dura de nitruro de titanio (TiN). El titanio absorbe oxígeno a temperaturas superiores a 600 grados, formando una capa endurecedora de alta dureza. El aumento del contenido de hidrógeno conduce a la formación de una capa de fragilidad. Los gases absorbidos pueden crear una capa superficial dura y quebradiza con una profundidad de 0,{4}}.15 mm, lo que produce una mayor fricción, adhesión y desgaste en las superficies de contacto.
Baja conductividad térmica y módulo elástico
Las aleaciones de titanio presentan una conductividad térmica más baja en comparación con el níquel, el hierro y el aluminio. La conductividad térmica de los productos de aleación de titanio es aproximadamente 1/4 de níquel, 1/5 de hierro y 1/14 de aluminio. Además, la conductividad térmica de varias aleaciones de titanio es aproximadamente un 50% menor que la del titanio puro. El módulo de elasticidad de las aleaciones de titanio es aproximadamente la mitad que el del acero, lo que da como resultado una menor rigidez. En consecuencia, las aleaciones de titanio son susceptibles a deformarse y no son adecuadas para producir varillas delgadas o piezas de paredes delgadas. Durante los procesos de corte, las aleaciones de titanio exhiben un mayor volumen de rebote superficial en comparación con el acero inoxidable, lo que provoca una mayor fricción, adhesión y desgaste en la superficie de la herramienta.
