Quais são as propriedades e as características de processamento das ligas de titânio?

As ligas de titânio combinam baixa densidade com alta resistência mecânica, resistência ao calor e resistência à corrosão. A fonte indica valores de resistência à tração de 686 a 1.176 MPa, com densidade equivalente a aproximadamente 60% do aço e dureza de HRC 32 a 38.

Propriedades mecânicas e térmicas

A fonte indica um módulo de elasticidade de 1,078 × 10³ até 1,176 × 10³ MPa. [A VERIFICAR: Esse valor parece excepcionalmente baixo para ligas de titânio e foi reproduzido diretamente da fonte chinesa.] Algumas ligas de titânio mantêm desempenho útil entre 550 e 600 °C, enquanto outras mantêm a tenacidade em temperaturas tão baixas quanto -253 °C. Abaixo de cerca de 550 °C, uma película superficial estável oferece boa resistência a muitos meios corrosivos.

Características de usinagem

O titânio possui baixa condutividade térmica, de modo que o calor gerado pelo corte se concentra próximo à aresta da ferramenta. Ele também apresenta forte afinidade química com os materiais das ferramentas e um baixo módulo de elasticidade, o que favorece a recuperação elástica e a vibração. Ferramentas de carboneto de tungstênio da família WC-Co são comumente utilizadas. Configurações rígidas, ferramentas afiadas, ângulos de inclinação e de folga adequados, avanços controlados e refrigerante em abundância ajudam a reduzir a temperatura, a aderência e a vibração.

Características de retificação

O retificado pode gerar altas temperaturas locais, sobrecarga no disco e danos à superfície. Utilize um abrasivo e um aglutinante adequados, mantenha o disco afiado, utilize um líquido de refrigeração eficaz e evite pressão excessiva. A integridade da superfície deve ser verificada nos pontos em que o desempenho à fadiga é fundamental.

Características da extrusão

A extrusão de titânio requer alta temperatura e pressão. A temperatura, a velocidade de extrusão, o projeto da matriz, as medidas de proteção e a lubrificação devem ser coordenados. Um gradiente de temperatura controlado pode melhorar o fluxo do metal, enquanto uma lubrificação inadequada ou um ciclo térmico inadequado aumentam os defeitos superficiais e a carga sobre a ferramenta.

Características do forjamento

A fonte indica uma faixa de forjamento de aproximadamente 1.000 a 1.200 °C e a deformação das ligas 70% a 80%. A temperatura selecionada deve levar em consideração as regiões alfa, beta e bifásicas, pois a constituição das fases controla o escoamento e a microestrutura final. O oxigênio, o nitrogênio e outros elementos intersticiais devem ser limitados para evitar a fragilização.

Características da fundição

O titânio fundido reage fortemente com o nitrogênio, o oxigênio e muitos materiais refratários. A fundição, portanto, requer fusão a vácuo ou protegida, moldes compatíveis e um controle cuidadoso da contaminação. Ti-6Al-4V e Ti-5Al-2,5Sn são ligas fundíveis representativas citadas na fonte. A seleção final do processo deve levar em conta a forma exigida, as propriedades, a integridade da superfície, o volume de produção e o pós-processamento permitido.