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Seminario - Fiabilidad de los Materiales Aeronáuticos Estructurales-

ALEACIONES DE TITANIO:
ALEACIONES
PROPIEDADES Y
APLICACIONES

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CONTENIDO
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INTRODUCCIÓN
CLASIFICACIÓN
PROPIEDADES MECÁNICAS
PROCESOS
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
APLICACIONES
DUTIFRISK

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INTRODUCCIÓN
Fase β - BCC

Hexagonal compacta

Transformación
Alotrópica 882 ºC
β-Transus
Fase α − HCP

BCC

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ALEACIONES DE TITANIO
Efecto de los elementos aleantes
• Estabilizadores de fase α, son Al, O, C y N.
• Los metales que estabilizan la fase β, son elementos que
permitenque sea estable a temperaturas inferiores al βtransus, estos elementos son V, Mo, Ta.

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CLASIFICACIÓN
Grados del titanio puro
- Grado 1
- Grado 2
Aleaciones α
Aleaciones casi - α
Aleaciones α + β
Aleaciones β

- Grado 3
- Grado 4

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ALEACIONESGranos equiaxiales

Agujas aciculares

P. Widmanstätten

X 150

X 100

X 100

Recocido 1h 700ºC

α

Templado desde fase β

Enfriado al aire

Aluminio equivalente:

Ti-50Al, Ti-O

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

Ti-4Al-2.5Sn

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ALEACIONES CASI α

Pequeñas cantidades de
fase β mejoran laforjabilidad

X 500

IMI 679 enfria al aire
X 75

IMI 685 temple aceite
• Mayor resistencia que α a Tamb
• Gran resistencia a fluencia
por encima de 400 ºC

IMI 685 temple fase β

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ALEACIONES

α+β

Enfriamiento lento:
β annealed

Zona fase β

Mill annealed

Zona fase
α+β

Granos α

PlacasWidmanstätten
α+β

Fase α
Matriz
Fase β

Granos β - est.
Widmanstätten

Enfriamiento rápido: α/β diluidas - martensita (α’ α’’ α’’’)
α/β concentrada - β metaestable

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ALEACIONES

α+β

D. β- isomorfo

Ti -64 enfriada lentamente desde campo β

Ti -64 recocido a 700ºC en campo α/β

Ti -6Al -4V [IMI 318 ],Ti-6Al-6V-2Zr-0.7(Cu,Fe) [Ti-662]
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo [Ti-6246],
Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr [Ti-17]

Ti-4Al-4Sn-4Mo-0,5Si [IMI 551]

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ALEACIONES

β

Omitir la formación de fase ω

Ti-13V-11Cr-3Al
Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al [Ti-8823]
Ti-15V-3Sn-3Cr-3Al [Ti-15-3-3-3]

T. térmico en aleaciones β

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PROPIEDADES MECÁNICAS
Parámetros que determinan la tenacidad de las aleaciones
tenacidad
de titanio
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Nivel de elementos intersticiales y substitucionales
Tamaño de grano
Morfología microestructural
TRATAMIENTO
Fracciones relativas de α y β
TERMOMECÁNICO
Textura cristalográfica.

Las aleaciones con mejor combinación de resistencia ytenacidad
son las β metaestables, cuya microestructura consiste en una
elevada fracción de fase β con precipitados muy finos de α.

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PROPIEDADES MECÁNICAS
• Aleaciones α
FRACTURA : Clivaje y Crecimiento y coalescencia de cavidades
O, Al

Aumentan esfuerzo de cizalladura crítico
para deslizamiento de dislocaciones,disminuyendo la tenacidad

• Aleaciones β
Mecanismos: Nucleación y crecimiento de pequeñas cavidades en
intercaras α/β.
Influencia fase ω - disminuye tenacidad de fractura

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PROPIEDADES MECÁNICAS
• Aleaciones α/β
α+β granos equiaxiales
β placas Widmanstätten
Ductilidad mayor en la α+β

β transus 1500ºC
Ti-6Al-4V...