Aleaciones De Titanio

ALEACIONES DE TITANIO.
I. CARACTERISTICAS.
Clasificación de las aleaciones
A partir de los diagramas de equilibrio que presenta el titanio aleado con diferentes aleantes, la realización de una clasificación de las aleaciones de titanio es inmediata, según el tipo de fase que presenta la estructura de la aleación a temperatura ambiente.
Se denominan aleaciones α a aquellas aleaciones quepresentan una estructura α a temperatura ambiente. El efecto de los aleantes usados en estas aleaciones es generalmente el de producir un aumento de la temperatura de β-transus. Estos son, por supuesto, los aleantes α ya citados anteriormente.
Las aleaciones β son aquellas en las que la estructura a temperatura ambiente es fase β. El efecto del aleante es conseguir estabilizar la fase β de laaleación a temperatura ambiente. Para lograr este propósito son muy usados los llamados aleantes β-isomorfos.
Se denominan aleaciones α/β aquellas aleaciones de titanio en las que la estructura del material consiste en una mezcla de fase α y fase β, cuya proporción depende del efecto y del porcentaje de los aleantes añadidos al titanio. Aunque muchas aleaciones β son bifásicas en equilibrio, engeneral estas aleaciones se componen de titanio más un aleante alfágeno y otro betágeno.

ALEACIONES α
Las aleaciones α son las que se forman mediante la adición al titanio de elementos estabilizadores de la fase α, como el aluminio. Estos elementos estabilizadores de la fase α y otros elementos llamados neutros se disuelven por sustitución el titanio y elevan su resistencia, pero aumentan lafragilidad.
Existe una expresión empírica, llamada de aluminio equivalente, que indica si la cantidad de aleantes añadidos provocará fragilidad:

Al + 1/3 Sn + 1/6 Zr + 10(O + C + 2N) < 9%

Si dicha expresión excede el valor del 9% se forma la fase α2, ordenada y coherente con la fase α, con una fórmula general Ti3X y una estructura hexagonal, y que provoca la fragilidad del material debido asu pobre ductilidad.
Las aleaciones α generalmente contienen una gran cantidad de aluminio, ya que es un elemento α- estabilizador, y contribuye a la resistencia a la oxidación a altas temperaturas. Como se trata de aleaciones de una sola fase, no pueden ser tratadas térmicamente a fin de obtener mejoras en las propiedades mecánicas.
Las únicas aleaciones de estructura totalmente α son losdiferentes grados de titanio comercialmente puro (CP), que en realidad son una aleación Ti-O, y la aleación Ti-5Al-2.5Sn. En dicha aleación el contenido de aleantes estabilizantes α es del 9.7 %. Esto lo sitúa en el punto de máximo endurecimiento posible por maduración, al tiempo que evita la precipitación de α2. A pesar de ello, presenta una resistencia baja y una mala forjabilidad, pero tiene unbuen comportamiento a fluencia a altas temperaturas. a variante ELI de la aleación Ti-5Al-2.5Sn, con bajo contenido en intersticiales, se emplea en la construcción de depósitos criogénicos, con una resistencia específica doble de las de aleaciones de aluminio o aceros inoxidables. Sin embargo, esta aleación es poco forjable, y se tiende a sustituirla por otras más deformables y con mejor resistenciaa fluencia.
Las aleaciones α se trabajan básicamente con tres estructuras. La primera es una estructura de granos equiaxiales de fase α, obtenido por recocido de una aleación forjada en el campo α. La segunda, una estructura de agujas aciculares α, obtenida por enfriamiento rápido desde una estructura β. La tercera se produce por un enfriamiento lento desde una temperatura superior al β-transus,lo cual produce la formación de placas Widmanstätten. Las dos últimas, al obtenerse por enfriamiento desde la fase β, presentan menores valores de resistencia, resistencia a fatiga y ductilidad, que la primera estructura de granos equiaxiales.

TITANIO COMERCIALMENTE PURO
El titanio comercialmente puro (Ti c.p.) está disponible como producto metalúrgico desde los años 50 y se ha utilizado en...