Las Aleaciones De Titanio Están Teniendo Cada Vez Una Mayor Presencia En El ámbito Industrial

Las aleaciones de titanio están teniendo cada vez una mayor presencia en el ámbito industrial, preferentemente por el aumento de su utilización en el sector aeronáutico, que se prevé será aún mayor en un futuro próximo. Sin embargo, la baja maquinabilidad de estos materiales hace que la productividad de su mecanizado se vea limitada. En este trabajo se presenta el estudio realizado para elanálisis de la maquinabilidad de las siguientes alecciones de titanio: Ti6Al4V, Timetal54M (Ti54M), Ti10.2.3, Ti17 y Ti555.3. El estudio se ha dividido en dos tipos de análisis, uno de aplicación más industrial, en el que se han analizado principalmente aspectos como la duración de la herramienta en función de las condiciones de trabajo, y los diferentes tipos de desgaste; y otro más fundamental o conun punto de vista más científico, en el que se han analizado fuerzas de corte, temperaturas y morfología de la viruta en condiciones de corte ortogonal. La principal conclusión obtenida en este trabajo es que el ratio de maquinabilidad de las cuatro aleaciones de Titanio decrece en elSIGUIENTE orden: Ti54M, Ti6Al4V, Ti10.2.3, Ti17 y Ti555.3. Se observa que en el mecanizado las aleaciones Ti10.2.3,Ti17 y Ti555.3 se generan unos esfuerzos de corte y temperatura superiores a las aleaciones Ti6Al4V y Ti54M. El trabajo desarrollado, permitirá la búsqueda de la ventana de proceso adecuada para cada aleación de una manera estructurada.
La elevada resistencia mecánica, baja densidad y excelente resistencia a la corrosión son las principales propiedades que hacen que el titanio y sus aleacionessean materiales atractivos en diversos sectores: aeronáutica, aeroespacial, medicina… [1]
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Por su buen comportamiento a elevadas temperaturas y su elevado coste, que dificulta la aplicación de las aleaciones de titanio en otros muchos sectores, suEMPLEO se ha generalizado mayormente con el desarrollo de la tecnología aeronáutica y aeroespacial, sector que consume un 50% de laproducción mundial [1-3, 4]. Así, en los nuevos Airbus 380 y en el Boeing 787 en desarrollo, el empleo de titanio se sitúa entre el 12-15% [5], lo cual supone un incremento importante con respecto a los modelos anteriores que se situaba en el 4-5% [6]. En la Figura 1 se muestra la evolución del uso del titanio en aeronáuticaDESDE el 2007 hasta el 2015 en relación a la cantidad de aviones fabricados.Figura 1: Evolución del uso de aleaciones de titanio en el desarrollo de diferentes modelos de avión [7].
El titanio puro sufre una transformación alotrópica a 882 °C, temperatura denominada β transus, en la que se produce un cambio de fase α (hcp) a β (bcc). Esta temperatura de transición puede elevarse, añadiendo elementos α-estabilizadores; o disminuirse con elementos β-estabilizadores. Portanto, en función de su composición química, las aleaciones de titanio se clasifican principalmente en tres grupos: α, α+β, y β o near β [1, 8]. En las del tipo α, predomina el porcentaje de elementos α-estabilizadores (Al, C, O, N). Destacan sus bajas propiedades mecánicas en comparación al resto de aleaciones de titanio y su excelente resistencia a la corrosión. Ti-3Al-2.5V y Ti-5Al-2.5V son lasmás empleadas de este grupo.
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Las aleaciones α+β, hasta ahora las más estudiadas, contienen elementos α- y β- estabilizadores, lo que resulta en la formación de una microestructura mixta que proporciona al material una buena combinación de propiedades mecánicas. Hoy en día la aleación
Ti6Al4V es la más utilizada, absorbiendo entre el 45 y el 60% del consumo mundial [1-3].Timetal54M, de aquí en adelante referido como Ti54M, es una nueva aleación α+β, muy similar a la Ti6Al4V en cuanto a propiedades mecánicas, pero de maquinabilidad mejorada debido a un tamaño de grano más fino [10,28].
Las aleaciones near-β han sido desarrolladas en las últimas décadas años con el fin de aumentar las propiedades mecánicas del material, y mejorar la vida a fatiga, comportamiento a...