¿En qué partes de los aviones y las naves espaciales se utilizan las aleaciones de titanio?

El titanio es un material estructural fundamental para la construcción de aeronaves, especialmente para los ventiladores de los motores, los discos de los compresores y las palas. Su combinación de capacidad de carga, resistencia al calor, ligereza y fiabilidad también lo hace idóneo para vehículos de lanzamiento, estaciones orbitales, naves espaciales, misiles y otros sistemas que exigen unas prestaciones elevadas.

Las aleaciones para fuselajes suelen funcionar a temperaturas inferiores a 350 °C y requieren una elevada resistencia específica, tenacidad, resistencia a la fatiga y soldabilidad. Entre las piezas típicas se incluyen el tren de aterrizaje, los bastidores, las vigas, los revestimientos y los escudos térmicos. Las aplicaciones en motores abarcan discos de compresor, álabes, tambores, rotores y carcasas. El Ilyushin Il-76 utiliza titanio BT22 de alta resistencia para el tren de aterrizaje y las vigas que soportan carga; el F-22 emplea estructuras de titanio de pared delgada alrededor de la parte trasera del fuselaje, sometida a altas temperaturas. El titanio representa aproximadamente el 20% del peso del fuselaje del J-20. Los elementos de fijación de titanio incluyen remaches, pernos, pernos de bloqueo, remaches de titanio-niobio y tuercas adheridas.

Por qué los diseñadores aeroespaciales eligen el titanio

1. Menor carga estructural: El titanio tiene una densidad baja, mientras que su resistencia se aproxima a la del acero de resistencia media. Su elevada resistencia específica permite a los diseñadores sustituir el acero en los trenes de aterrizaje, las vigas y otras estructuras.
2. Capacidad para funcionar a altas temperaturas: El Ti-6Al-4V puede funcionar durante largos periodos a unos 350 °C, mientras que el Ti-6,5Al-3,5Mo-1,5Zr-0,3Si puede funcionar a unos 500 °C en los componentes del compresor. El titanio conserva mejor su resistencia que el magnesio y el aluminio a medida que aumenta el calentamiento aerodinámico.
3. Compatibilidad con materiales compuestos: Un comportamiento de diseño similar en cuanto a rigidez y resistencia, junto con un potencial electroquímico relativamente cercano, favorecen la reducción del peso y disminuyen el riesgo de corrosión galvánica.
4. Resistencia a la corrosión y vida útil: Su elevada resistencia a la fatiga y a la corrosión contribuye a que las aeronaves y los motores tengan una larga vida útil y un alto nivel de fiabilidad.

Aplicaciones típicas