Titanio

Anales de Mecánica de la Fractura 25, Vol. 1 (2008)

ENSAYOS DE TRACCIÓN EN ALEACIONES DE TITANIO PULVIMETALURGICAS DE BAJO COSTE

P.G Esteban, L. Bolzoni, E.M. Ruiz-Navas, E.Gordo1
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Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Química Universidad Carlos III de Madrid Avda. de la Universidad 30, 28911 Leganés, Madrid, España E-mail: pgesteba@ing.uc3m.es

RESUMEN Eldesarrollo de aleaciones de Ti de bajo coste se puede abordar desde el punto de vista de la reducción del coste del material y/o del coste de procesado. Una forma de reducir el coste del material es utilizar aleantes estabilizadores de la fase beta como el Fe o el Cr en sustitución del V, mientras que la reducción del coste de procesado sería posible gracias a la aplicación de técnicas“near-net-shape” como la pulvimetalurgia. En este trabajo se combinan ambos aspectos estudiando la fabricación de aleaciones Ti-xFe mediante técnicas pulvimetalúrgicas. Concretamente se presentan algunos resultados de ensayos de tracción realizados con varias composiciones, y se relaciona el resultado con el estudio microestructural y condiciones de procesado.

ABSTRACT The development of low-cost Titaniumalloys can be tackled by reducing the cost of the raw materials and/or reducing processing costs. Material savings can be performed replacing V by additions of other beta-phase stabilizers as Fe and Cr, while reducing processing costs are possible due to the use of near-net-shape techniques as Powder Metallurgy. Both aspects have been combined in this work, in which Powder Metallurgy has beenapplied to manufacture Ti-xFe alloys. Tensile results of some compositions are presented in this work, which relate the results with the microstructures and processing conditions of the materials. PALABRAS CLAVE: Titanio, aleaciones de bajo coste, pulvimetalurgia.

1. INTRODUCCIÓN El titanio se considera un metal excepcional por poseer tres características que le diferencian de otros metales[1,2]: -Tiene una baja densidad (4,5 g/cm3), siendo un 40% más ligero que el hierro. - Es el metal estructural con mayor resistencia específica, es decir, que para una determinada aplicación es el metal más eficiente en peso/volumen, necesitando un menor peso para el componente en relación al que sería necesario para el mismo componente realizado en acero, o incluso menor que elementos más ligeros como elaluminio o magnesio. De esta manera el Ti es el metal que mayor tensión puede soportar en relación a su peso. Entre todos los metales se puede considerar al Ti como el metal óptimo en cuanto a eficiencia estructural. - El titanio tiene una excelente resistencia a corrosión, haciéndolo apto para su aplicación en entornos

agresivos. Tal resistencia le confiere la propiedad de biocompatibilidad[3], es decir, es apto para ser empleado en prótesis médicas para la sustitución de tejidos óseos. A pesar de que las propiedades mecánicas y la estabilidad química del titanio son superiores a las del hierro o el aluminio, actualmente el titanio es un metal poco empleado en la industria del automóvil debido a su alto coste. El titanio es empleado principalmente en la industria aeronáutica yaeroespacial, donde la necesidad de materiales con propiedades excepcionales, el alto rendimiento de los sistemas y el alto valor de los productos justifican el coste del material. También las industrias militar y deportiva asumen el coste del titanio argumentando el incremento de prestaciones que obtienen con el empleo del mismo con respecto a otros materiales. En los próximos años se prevé que elprecio del titanio experimente un descenso continuo debido a la aparición de nuevos métodos electrolíticos de obtención que disminuyen notablemente el precio del metal (proceso

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FFC-Cambridge) [4,5]. La producción de titanio parece que experimentará un gran aumento de volumen tal como sucedió años atrás con el aluminio tras la...