¿Cuáles son las propiedades y las características de procesamiento de las aleaciones de titanio?

Las aleaciones de titanio combinan una baja densidad con una elevada resistencia mecánica, resistencia al calor y resistencia a la corrosión. La fuente indica valores de resistencia a la tracción de entre 686 y 1.176 MPa, con una densidad aproximada equivalente a la del acero 60% y una dureza de entre HRC 32 y 38.

Propiedades mecánicas y térmicas

La fuente indica un módulo de elasticidad de 1,078 × 10³ a 1,176 × 10³ MPa. [A VERIFICAR: Este valor parece inusualmente bajo para las aleaciones de titanio y se ha conservado tal y como figuraba en la fuente china.] Algunas aleaciones de titanio conservan unas prestaciones útiles entre 550 y 600 °C, mientras que otras mantienen su tenacidad a temperaturas tan bajas como -253 °C. Por debajo de unos 550 °C, una película superficial estable proporciona una buena resistencia a muchos medios corrosivos.

Características de mecanizado

El titanio tiene una baja conductividad térmica, por lo que el calor generado durante el corte se concentra cerca del filo de la herramienta. Además, presenta una fuerte afinidad química con los materiales de las herramientas y un bajo módulo de elasticidad que favorece la recuperación elástica y las vibraciones. Se suelen utilizar herramientas de carburo de tungsteno de la familia WC-Co. Las configuraciones rígidas, las herramientas afiladas, unos ángulos de inclinación y de desahogo adecuados, los avances controlados y un abundante refrigerante ayudan a reducir la temperatura, la adherencia y las vibraciones.

Características del rectificado

El rectificado puede generar altas temperaturas locales, una gran carga en la muela y daños en la superficie. Utiliza un abrasivo y un aglutinante adecuados, mantén el afilado de la muela, aplica un líquido de refrigeración eficaz y evita ejercer una presión excesiva. Se debe comprobar la integridad de la superficie en aquellos puntos en los que el comportamiento frente a la fatiga sea fundamental.

Características de la extrusión

La extrusión de titanio requiere altas temperaturas y presiones. Es necesario coordinar la temperatura, la velocidad de extrusión, el diseño de la matriz, las medidas de protección y la lubricación. Un gradiente de temperatura controlado puede mejorar el flujo del metal, mientras que una lubricación deficiente o un ciclo térmico inadecuado aumentan los defectos superficiales y la carga sobre las herramientas.

Características de la forja

La fuente indica un rango de forja de aproximadamente 1.000 a 1.200 °C y una deformación de 70% a 80%. La temperatura seleccionada debe tener en cuenta las regiones alfa, beta y bifásicas, ya que la constitución de las fases determina la fluidez y la microestructura final. El oxígeno, el nitrógeno y otros elementos intersticiales deben limitarse para evitar la fragilización.

Características de fundición

El titanio fundido reacciona intensamente con el nitrógeno, el oxígeno y muchos materiales refractarios. Por lo tanto, la fundición requiere una fusión al vacío o protegida, moldes compatibles y un control minucioso de la contaminación. El Ti-6Al-4V y el Ti-5Al-2,5Sn son aleaciones fundibles representativas citadas en la fuente. La selección final del proceso debe tener en cuenta la forma requerida, las propiedades, la integridad de la superficie, el volumen de producción y el posprocesamiento admisible.