Titanio y Sus Aleaciones

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Titanio y sus Aleaciones TITANIO Y SUS ALEACIONES Marc A. Soler Jose Ricardo Muñoz Mari Carmen Monterde Página 1 de 44

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    TITANIO Y SUS ALEACIONES

    Marc A. SolerJose Ricardo Muoz

    Mari Carmen Monterde

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    1. INTRODUCCIN

    El titanio es un elemento qumico, de smbolo Ti y nmero atmico 22. Se trata de un metal de transicin de color gris plata. Comparado con el acero,

    con quien compite en aplicaciones tcnicas, es mucho ms ligero (4,5/7,8).

    Tiene alta resistencia a la corrosin y gran resistencia mecnica, pero es

    mucho ms caro, lo cual limita su uso industrial.

    Es un metal abundante en la naturaleza, es el cuarto metal estructural

    ms abundante en la superficie terrestre y el noveno en la gama de metales

    industriales con un 0.63 %. No se encuentra en estado puro sino en forma de

    xidos.

    Su uso se ha generalizado con el desarrollo de la tecnologa

    aeroespacial, donde es capaz de soportar las condiciones extremas de fro y

    calor que se dan en el espacio y en la industria qumica, por ser resistente al

    ataque de muchos cidos, este metal tambin tiene propiedades

    biocompatibles.

    Posee propiedades mecnicas parecidas al acero, tanto puro como en

    las aleaciones que forma, compite con el acero en muchas aplicaciones

    tcnicas, especialmente con el acero inoxidable. Puede formar aleaciones con

    otros elementos, tales como hierro, aluminio, vanadio, molibdeno y otros.

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    2. HISTORIA TITANIO

    Martin Kalproft

    El titanio (llamado as por los Titanes, hijos de Urano y Gea en la

    mitologa griega) fue descubierto en Inglaterra por el Reverendo ingls William

    Gregor, en 1791, cuando estudiaba un metal de color gris-plata que haba

    encontrado. Poco despus, en 1795, el qumico austriaco Martn Kalprotz,

    descubridor tambin del uranio, le dio el nombre de titanio.

    En la naturaleza se encuentra combinado qumicamente con oxgeno o

    hierro, siendo los minerales ms importantes la ilmenita ( titanato de hierro:

    FeTiO3 ) y el rutilo (dixido de titanio: TiO2 ).

    Por su parte el titanio debe ser sometido previamente a un proceso

    metalrgico de refinado, para prevenir su eventual reaccin con sustancias

    gaseosas, tales como el nitrgeno, el oxgeno y el hidrgeno.

    Matthew A. Hunter prepar por primera vez titanio metlico puro (con

    una pureza del 99.9%) calentando tetracloruro de titanio (TiCl4) con sodio a

    700-800 C en un reactor de acero.

    El titanio como metal no se us fuera del laboratorio hasta que en 1946

    William Justin Kroll desarroll un mtodo para poder producirlo

    comercialmente, mediante la reduccin del TiCl4 ( obtenido por cloracin de los

    minerales y purificado por destilacin fraccionada ) se reduce con magnesio

    fundido en vaco o en atmsfera de argn a 800C obtenindose un slido

    poroso que se conoce como esponja de titanio; este mtodo es conocido como

    Mtodo de Kroll.

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    3. PRINCIPALES PRODUCTORES

    Durante los aos 50 y 60 la Unin Sovitica promovi el empleo de

    titanio en usos militares y submarinos (Clase Alfa y Clase Miguel) como parte

    de sus programas militares relacionados con la guerra fra. En los EE.UU., el

    Departamento de Defensa (DOD) comprendi la importancia estratgica del

    metal y apoy los esfuerzos para su comercializacin. A lo largo del perodo de

    la guerra fra, el gobierno estadounidense consider al titanio como un material

    estratgico, y las reservas de esponja de titanio fueron mantenidas por el

    Centro de Reservas Nacional de Defensa, que desapareci en 2005. Hoy el

    mayor productor mundial es el consorcio ruso VSMPO-AVISMA, que

    representa aproximadamente el 29% de la cuota mundial de mercado.

    Principales productores de xido de titanio en 2003

    Pas Miles de toneladas % del total

    Australia 1291,0 30,6

    Sudfrica 850,0 20,1

    Canad 767 18,2

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    Noruega 382,9 9,1

    Ucrania 357 8,5

    Total de los 5 pases 3647,9 86,4

    Total mundo 4221,0 100,0

    Cifras del 2003, en miles de toneladas de dixido de titanio. Fuente: L'tat du

    monde 2005, annuaire conomique gopolique mondial

    Se encuentran 5 istopos estables en la naturaleza: 46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti y 50Ti, siendo el 48Ti el ms abundante (73,8%). Se han caracterizado 11

    radioistopos, siendo los ms estables el 44Ti, con un periodo de

    semidesintegracin de 60.0 aos, 45Ti (184.8 minutos), 51Ti (5.76 minutos) y el 52Ti (1,7 minutos). Para el resto, sus periodos de semidesintegracin son de

    menos de 33 segundos, y la mayora de menos de medio segundo.

    El peso atmico de los istopos va desde 39,99 uma (40Ti) hasta 57,966 uma

    (58Ti).

    4. OBTENCIN: MTODO KROLL

    El titanio no se encuentra libre en la Naturaleza, los minerales que muestran

    una mayor concentracin de este metal son el rutilo (TiO2) y la

    ilmenita(FeOTiO2), adems de la anatasa y la brookita (ambas son tambin

    TiO2).

    Para obtener titanio puro, a partir de los minerales que lo contienen se

    utiliza mayoritariamente el llamado Mtodo de Kroll, que consiste en la

    reduccin del compuesto tetracloruro de titanio con magnesio molido, en una

    atmsfera de argn para evitar la oxidacin. El proceso consta de los

    siguientes pasos:

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    Obtencin de tetracloruro de titanio por cloracin a 900C, en presencia

    de carbono, mediante la reaccin:

    Purificacin del tetracloruro de titanio mediante destilacin fraccionada.

    Se reduce el TiCl4 con magnesio o sodio molido en atmsfera inerte, con

    la reaccin:

    Si se utiliza el Sodio (Na) en el proceso se producen la siguiente

    reaccin:

    El titanio forma una esponja en la pared del reactor, la cual se purifica

    por lixiviacin con cido clorhdrico diluido. El MgCl2 se recicla

    electrolticamente.

    4.1.CARACTERSTICAS FSICAS

    Es un metal de transicin.

    Ligero: su Densidad o peso especfico es de 4507 kg/m3.

    Tiene un punto de fusin de 1675C (1941 K).

    El peso atmico del titanio es de 47,867 u.

    Es de color plateado grisceo.

    Paramagntico. No se imanta.

    Abundante en la Naturaleza.

    Reciclable.

    Forma aleaciones con otros elementos para mejorar las prestaciones

    mecnicas.

    Muy resistente a la corrosin y oxidacin.

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    2COTiClC22ClTiOCOTiClC2ClTiO

    42

    242

    +++

    +++

    2MgClTi2MgTiClC850800

    4

    0

    ++

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    Refractario.

    Poca conductividad. No es muy buen conductor del calor ni de la

    electricidad.

    4.2. CARACTERSTICAS MECNICAS

    Mecanizado por arranque de viruta similar al acero inoxidable.

    Permite fresado qumico.

    Maleable, permite la produccin de lminas muy delgadas.

    Dctil permite la fabricacin de alambre delgada.

    Duro. Escala de Mohs 6.

    Muy resistente a la traccin.

    Gran tenacidad.

    Permite la fabricacin de piezas por fundicin y moldeo.

    Material soldable.

    Permite varias clases de tratamientos tanto termoqumicos como

    superficiales.

    Puede mantener una alta memoria de su forma.

    4.3. CARACTERSTICAS QUMICAS

    Se encuentra en forma de xido, en la escoria de ciertos minerales y en

    cenizas de animales y plantas.

    Presenta dimorfismo, a temperatura ambiente tiene estructura hexagonal

    compacta (hcp) llamada fase alfa. Por encima de 882 C presenta

    estructura fsica centrada en el cuerpo (bcc) se conoce como fase beta.

    La resistencia a la corrosin que presenta es debida al fenmeno de

    pasivacin que sufre (se forma un xido que lo recubre). Es resistente a

    temperatura ambiente al cido sulfrico (H2SO4) diluido y al cido

    clorhdrico (HCl) diluido, as como a otros cidos orgnicos, tambin es

    resistente a las bases, incluso en caliente. Sin embargo se puede

    disolver en cidos en caliente. Asimismo, se disuelve bien en cido

    fluorhdrico (HF), o con fluoruros en cidos. A temperaturas elevadas

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    puede reaccionar fcilmente con el nitrgeno, el oxgeno, el hidrgeno,

    el boro y otros no metales.

    5. ESTRUCTURAS TITANIO

    El Ti presenta dos estructuras cristalinas: hexagonal compacta (HCP) y

    cbica centrada en el cuerpo (BCC). A T ambiente el titanio presenta la

    estructura HCP, denominada alfa, y a partir de 882 C el titanio puro pasa a

    estructura cbica denominada beta. Dependiendo del tipo de aleacin que

    quiere obtenerse, se emplean diferentes aleantes para obtener la estructura

    beta a temperatura ambiente, pudiendo conseguir distintas propiedades en el

    material.

    La fase alfa slo contiene estructura HCP, sin tener estructura BCC. Las

    aleaciones quasi-alfa (tambin denominadas superalfa ), forman una

    proporcin de beta durante el calentamienro teniendo un comportamiento

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    similara las aleaciones alfa. Las aleaciones alfa+beta contienen fase alfa y fase

    beta retenida o transformada en martensita. Las aleaciones beta y quasi-beta

    tienden a retener la fase beta en el enfriamiento inicial hasta temperatura

    ambiente, pero precipitan fases secundarias durante los tratamientos trmicos.

    Los aleantes o agentes estabilizadores alfa elevan la temperatura a la

    que la fase alfa es estable, mientras que los agentes estabilizadores beta

    estabilizan la fase beta a bajas temperaturas. Los agentes estabilizadores beta

    se clasifican en isomorfos y eutectoides. En general se prefiere la utilizacin de

    agentes isomorfos por no formar compuestos intermetlicos, sin embargo los

    eutectoides estabilizan mejor la fase beta y mejoran el endurecimientos y la

    respuesta a tratamientos trmicos.

    6. TITANIO Y TOXICIDAD

    Debido a la biocompatibilidad del titanio no se han descubierto casos de

    toxicidad tanto en el titanio elemental como en el dixido de titanio

    Se han detectado algunos efectos de la sobreexposicin al polvo de

    titanio por lo que la inhalacin del polvo puede causar tirantez y dolor en el

    pecho, tos, y dificultad para respirar. El contacto con la piel y los ojos puede

    provocar irritacin. Vas de entrada: Inhalacin, contacto con la piel, contacto

    con los ojos.

    Respecto a la cancerologa que pueda tener, la agencia internacional

    para la investigacin del cncer (IARC) ha incluido el dixido de titanio en el

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    grupo 3 que consiste en que el titanio no es clasificable como elemento

    cancergeno en los humanos (el agente no es clasificable con respecto a su

    carcinogenicidad en humanos)

    7. ALEACIONES DE TITANIO

    Comercial y tcnicamente existen muchas aleaciones de titanio porque no

    hay una norma muy rgida sobre las mismas. Sin embargo las aleaciones ms

    conocidas son las siguientes y se conocen por el grado que tienen.

    Ti grado 2:

    TiFe(0,25-0,30) Es conocido como titanio comercial puro.

    Tiene una resistencia a la traccin de 345 Mpa

    lmite elstico de 275 Mpa

    ductilidad del 20%

    dureza de 82 HRB

    excelente soldadura

    resistencia elctrica de 0,56 (m).

    Sus principales aplicaciones son donde se requiere resistencia a la

    corrosin y conformabilidad ( Tuberas, intercambiadores de calor,etc)

    Ti grado 5:

    Ti6Al4V

    resistencia a la traccin de 896 Mpa

    lmite elstico de 827 Mpa

    ductilidad del 10% una dureza de 33 HRB

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    soldabilidad muy buena

    resistividad elctrica de 1,67 (m)

    Sus aplicaciones son donde se requiera alta resistencia mecnica y

    altas temperaturas ( Tornillera y piezas forjadas)

    Ti grado 19:

    Ti3Al8V6Cr4Zr4Mo (Beta-C)

    resistencia a la traccin de 793 Mpa

    lmite elstico de 759 Mpa

    ductilidad de 15%

    dureza de 45 HRB

    soldabilidad regular

    resistividad de 1,55 (m)

    Sus aplicaciones son donde se requiera alta resistencia a la corrosin y

    a la temperatura ((Aplicaciones marinas y motores de aviones)

    Ti6246:

    Ti6Al2Sn4Zr6Mo

    resistencia a la traccin de 1172 Mpa

    lmite elstico de 1103 Mpa

    ductilidad del 10%

    dureza de 39 HRB

    soldabilidad limitada

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    resistividad elctrica de 2 (m)

    Sus aplicaciones son donde se requiera alta resistencia mecnica

    obtenida por temple.

    Por otra parte las especificaciones ASTM (American Society for Testing

    and Materials) ofrecen un sistema prctico de identificacin de las diferentes

    presentaciones del titanio.

    Los ms utilizados son los siguientes:

    Ti grado 1, 2, 3 integran el llamado titanio puro comercial con una composicin superior al 99% de Ti.

    Ti grado 5 y 9 son aleaciones de buena resistencia contra la corrosin y nivel medio de resistencia mecnica.

    Ti grado 7, 11 y 12 representan aleaciones de mayor resistencia a la corrosin.

    La aleacin Ti Beta-C es una aleacin con alta resistencia a la corrosin

    y a la temperatura.

    ASTM B265: fleje y chapa

    ASTM B337/8: tubera soldada y sin soldadura

    ASTM B348: barras y palanquillas

    ASTM B263: accesorios soldados y sin soldadura

    ASTM B367: piezas de fundicin

    ASTM B381: forjados

    Los productos consumibles de soldadura son amparados por la

    especificacin AWS A5.16

    8. METALRGIA DEL TITANIO

    El titanio es el nico metal ligero ( o semi ligero) que presenta

    polimorfismo. Para el metal puro presenta una estructura hexagonal compacta

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    a menos de 882 y por encima de esta temperatura llamada de b-transus

    presenta una estructura BCC. Por adicin de elementos aleantes se puenden

    variar estas temperaturas y as conseguirse aleaciones de titanio a , b o a/b.

    Dentro de las aleaciones a se habla tambin de las cuasi a cuando presentan pequeas cantidades de b y tambin de aleaciones cuasi b cuando estas presentan pequeas cantidades de a.

    9. ELEMENTOS ALEANTES

    Los principales elementos a estabilizantes sn: O,C y N.

    Los principales elementos b estabilizantes sn: V,Mo y Ta. Los elementos

    Fe,Mn,Cr,Co,Ni,Cu y Ni tambin son estabilizantes de la estructura b pero por

    el mecanismo de formacin de un eutctico.Hay que destacar que el titanio no

    forma compuestos intermetlicos con los elementos b estabilizantes. As estos

    se pueden usar para la prevencin de deformacin de fases intermetlicas

    cuando se trabaja a elevada tempertura.

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    Fig 1.2,1.3,1.4

    Tambin se utilizan como elementos aleantes Al, Sn y Zr. . El zirconio es

    isomorfo en b y a. El aluminio y el estao tienen una apreciable solubilidad

    tanto en la fase a como en la b. Prcticamente todas las aleaciones de titanio

    presentan alguno de estos 3 elementos de aleacin.

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    10.DIAGRAMAS DE FASE

    Ti-Zr Isomorfo en a i b

    Ti-Al . A estabilizante

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    Ti-V . b estabilizante con eutectoide

    11.ALEACIONES DE TITANIO

    11.1.1.TITANIO C.P.

    Debido a su gran reactividad qumica es muy difcil obtener titanio puro

    As que habitualmente se definen varias calidades de titanio Comercialmente

    Puro ( titanio CP)

    %pesoCalidad N C O Fe H1 0.03 0.10 0.18 0.20 0.01252 0.03 0.10 0.25 0.30 0.01253 0.05 0.10 0.35 0.30 0.01254 0.05 0.10 0.40 0.50 0.0125

    Hay que destacar que a pesar de que las cantidades de impurezas son

    muy bajas, estas afectan en gran manera a sus propiedades mecnicas.

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    CalidadResistencia a la traccin (MPa)

    Lmite elstico (MPa)

    Alargamiento %

    1 240 170 242 345 275 203 450 380 184 550 483 15

    11.1.1. ALEACIONES A

    Slo las aleaciones de titanio CP i la aleacin Ti-5Al-2.5Sn presentan

    estructura totalmente a.

    Frecuentemente se usan grados ELI ( extra-low-interstitial) para mejorar la

    ductilidad y tenacidad a muy bajas temperaturas.

    Las aleaciones a no se endurecen por tratamiento trmico. Normalmente se

    encuentran en estado recocido con la estructura equiaxial.

    Tienen buena soldabilidad y son difciles de forjar debido al estrecho margen

    de temperatura donde es posible.

    11.1.2.ALEACIONES CASI A

    Pueden incluir hasta un 2% de elementos b estabilizantes( p.e.

    Ti-8Al-1Mo-1V ). Con esto se mejora la resistencia mecnica y la forjabilidad.

    El tratamiento de forja o tratamiento trmico se realiza en la temperatura en

    que las cantidades de a y b son aproximadamente iguales.

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    11.1.3.ALEACIONES A/B

    Contienen elementos estabilizadores tanto d ella fase a como de la b.

    Pueden ser endurecidos por tratamiento trmico de precipitacin y

    envejeciemeiento que suele realizar a temperaturas de 480C a 650. Este

    tratamiento trmico incrementa entre un 30% y 50% los valores de resistencia

    respecto al estado recocido.

    La aleacion a/b ms conocida es la Ti-6Al-4V la cual representa un 50% de las

    ventas de aleaciones de titanio.

    11.1.4.ALEACIONE B Y CASI B

    Ricas en elementos b estabilizantes, se caracterizan por su gran

    capacidad de endurecimiento, excelente forjabilidad y capacidad para el

    trabajo en fro. Se pueden tratar por disolucin seguida de un envejecimiento

    a 450-600C en el cual parte de la fase b se transforma en partculas de a

    finamente dispersas.

    Las principales desventajas respecto a las aleaciones a o a/b son la

    mayor densidad, menor resistencia a termofluencia y menor ductilidad.

    Curiosamente , a pesar de la menor ductilidad, la tenacidad a la fractura de las

    aleaciones b es mayor que en las aleaciones a o a/b con resistencias similares.

    12.MICROESTRUCTURAS

    Bsicamente se pueden obtener 3 estructuras.

    12.1.1.Micorestructura equiaxial. Se obtiene por trabajo en fro y recocido a temperaturas menores a b-transus. Se obtienen

    tamaos de grano pequeos debido a la presencia de impurezas

    que actuan como inhibidores del crecimiento de grano.

    12.1.2.Microestructura martenstica. Se obtiene por enfriamiento rpido desde temperatures superiores a b-transus. La martensita

    que se obtiene es de tipo hexagonal con una dureza

    relativamente baja debido a la ausencia de intersticiales.

    12.1.3.Microestructura Windmanstatten. Se obtiene por enfriamiento lento desde temperaturas superiores a b-transus..

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    El desarrollo microestructural viene condicionado tanto por los elementos

    de aleacin como de las condiciones del tratamiento trmico o mecnico.

    13.EJEMPLOS DE DESARROLLO MICROESTRUCTURAL

    Estructura totalmente a .Estructura de granos equiaxiales en un titanio

    puro deformado en fro y recocido durante 1h a 700C.

    Estructura cuasi a. Aleacin Ti-6Al-4V recocida a 925 C 1 h, enfriada a 760

    C a 50 to 55 C/h .Despus enfriada al aire. La estructura es de granos

    equiaxiales a con fase b intergranular.

    Aleacin Ti-6Al-4V forjada a 955. Los granos blancos son de fase a. Los negros

    de fase b con fase a acicular.

    14.EFECTO DE VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO

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    Aleacin Ti-5Al-2.5Sn ( estructura totalmente a) deformada en fro y

    recocida por encima de b transus. Enfriada a) en el horno (estructura en

    placas) b) al aire c) en agua ( estructuras windmanstatten).

    Aleacin Ti-6Al-4V , calentada por encima de b transus. Enfriamiento

    (a) en el horno. (b) al aire . La estructura es de a acicular en una matriz de b.

    16.EFECTO DE LA TEMPERATURA DE FORJA

    Aleacin Ti-8Al-1Mo-1V forjada . (a) a 900 C , ( por debajo de la

    temperatura habitual de forja) . Estructura equiaxial de a ( blanco) y en una

    matriz de b ( negro) . (b) a 1005 C (,temperatura normal de forja) y enfriada al

    aire. Granos equiaxiales de a en una matriz de b con a acicular (c) a 1095 C

    ( por encima de b transus) y enfriado rpidamente al aire. La estructura es una

    matriz de b con a acicular .

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    Aleacin Ti-6Al-4V templado desde 950C La matriz es de martensita

    con granos de fase a.

    Aleacin Ti-10V-2Fe-3Al envejecida . Matriz de b con un precipitado de

    a.

    17.NORMAS ESPAOLAS

    EN 3114-001:2006

    Material aeroespacial. Mtodo de ensayo. Microestructura de productos

    de hierro forjado en aleacin de titanio (alfa + ). Parte 001: Requisitos

    generales. (Ratificada por AENOR en marzo de 2007.)

    EN 3114-002:2007

    Material aeroespacial. Mtodo de ensayo. Microestructura de productos

    de hierro forjado en aleacin de titanio (alfa + ). Parte 002: Microestructura de

    barras, perfiles, productos destinados a la forja y piezas forjadas. (Ratificada

    por AENOR en mayo de 2007.)

    EN 3114-003:2006

    Material aeroespacial. Mtodo de ensayo. Microestructura de productos

    de hierro forjado en aleacin de titanio (alfa + ). Parte 003: Microestructura de

    placas. (Ratificada por AENOR en marzo de 2007.)

    EN 3114-004:2006

    Material aeroespacial. Mtodo de ensayo. Microestructura de productos

    de hierro forjado en aleacin de titanio (alfa + ). Parte 004: Microestructura de

    lminas para conformado superplstico. (Ratificada por AENOR en marzo de

    2007.)

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    EN 3683:2007

    Material aeroespacial. Mtodos de ensayo. Semi-productos forjados en

    aleaciones de titanio. Determinacin del contenido primario alfa. Mtodo por

    recuento de puntos y mtodo por intercepcin de lneas. (Ratificada por

    AENOR en junio de 2007.)

    EN 3684:2007

    Material aeroespacial. Mtodos de ensayo. Semi-productos forjados en

    aleaciones de titanio. Determinacin de la temperatura de transus . Mtodo

    metalogrfico. (Ratificada por AENOR en junio de 2007.)

    UNE 38700:1981

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Generalidades.

    UNE 38711:1986

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo titanio. Aleacin L-7001,

    Ti 99,6.

    UNE 38712:1984

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo alfa. Aleacin L-7002, Ti

    99,4.

    UNE 38713:1989

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo titanio. Aleacin L-7003,

    Ti 99,2.

    UNE 38714:1985

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo alfa. Aleacin L-7004, Ti

    99,0.

    UNE 38715:1985

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo alfa. Aleacin L-7021, Ti

    99,4 Pd.

    UNE 38716:1984

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo alfa. Aleacin L-7101,

    Ti-5 Al Sn.

    UNE 38717:1986

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo sper alfa. Aleacin

    L-7102, Ti-8 Al V Mo.

    UNE 38718:1985

    Pgina 22 de 44

  • Titanio y sus Aleaciones

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo sper alfa. Aleacin

    L-7103, Ti-6 Al 4 Zr Mo Sn.

    UNE 38722:1983

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo alfa + compuesto.

    Aleacin L-7501, Ti-2,5 Cu.

    UNE 38722:1984 ERRATUM

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo: alfa + compuesto.

    Aleacin L-7501 Ti-2,5 Cu.

    UNE 38723:1981

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo alfa + beta. Aleacin

    L-7301, Ti-6 Al 4 V.

    UNE 38725:1984

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo alfa + beta. Aleacin

    L-7303, Ti-6 Al 6 V Sn.

    UNE 38726:1986

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo alfa + beta. Aleacin

    L-7304, Ti-8 Mn.

    UNE 38727:1990

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo alfa + beta. Aleacin

    L-7305, Ti-7Al Mo.

    UNE 38728:1991

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo alfa + beta. Aleacin

    L-7306, Ti-6 Al6MoZrSn

    UNE 38729:1985

    Titanio y aleaciones de titanio para forja. Grupo beta. Aleacin L-7701,

    Ti-13 V Cr Al.

    anio y aleaciones de titanio para forja. Grupo beta. Aleacin L-7702, Ti-12 Mo

    Zr Sn.

    UNE 55565:1979

    UNE-EN 2545-1:1996

    Material aeroespacial. Productos de nueva fusin y piezas moldeadas en

    titanio y sus aleaciones. Especificacin tcnica. Parte 1: Requisitos generales.

    UNE-EN 2545-2:1996

    Pgina 23 de 44

  • Titanio y sus Aleaciones

    Material aeroespacial. Productos de nueva fusin y piezas moldeadas en

    titanio y sus aleaciones. Especificacin tcnica. Parte 2: Productos de nueva

    fusin.

    UNE-EN 2545-3:1996

    Material aeroespacial. Productos para nueva fusin y piezas moldeadas

    en titanio y sus aleaciones. Especificacin tcnica. Parte 3: Piezas prototipo y

    piezas de serie.

    UNE-EN 2808:1997

    Material aeroespacial. Anodizado del titanio y sus aleaciones.

    UNE-EN 2858-1:1996

    Material aeroespacial. Titanio y sus aleaciones. Productos para forja.

    Piezas forjadas y piezas matrizadas. Especificacin tcnica. Parte 1:

    Generalidades.

    UNE-EN 2858-2:1996

    Material aeroespacial. Titanio y sus aleaciones. Productos para forja.

    Piezas forjadas y piezas matrizadas. Especificacin tcnica. Parte 2: Productos

    para forja.

    UNE-EN 2858-3:1996

    Material aeroespacial. Titanio y sus aleaciones. Productos para forja.

    Piezas forjadas y matrizadas. Especificacin tcnica. Parte 3: Piezas tipo y

    piezas de serie.

    UNE-EN 2955:1995

    Material aeroespacial. Reciclado de la chatarra de titanio y sus

    aleaciones.

    18.PROCESOS DE MANUFACTURA DE TITANIOAPLICACIONES DEL TITANIO Y SUS ALEACIONESLas especificaciones ASTM (American Society for Testing and Materials)

    ofrecen un sistema prctico, a la vez que muy difundido, de identificacin de las

    diferentes presentaciones del titanio y de sus aleaciones, de las que citaremos

    las ms utilizadas:

    Los denominados Titanio grado 1, 2, 3 y 4 integran el llamado titanio

    puro comercial, con una composicin en Ti superior al 99%, utilizado

    principalmente en aplicaciones que se requiera una resistencia a la corrosin

    Pgina 24 de 44

  • Titanio y sus Aleaciones

    superior a otros materiales (acero, aluminio), incrementndose sus propiedades

    mecnicas en orden ascendente. De ellas, el Ti grado 2 es la especificacin

    ms utilizada, ya que posee una soldabilidad excelente.

    Ti grado 5 y 9 son aleaciones de buena resistencia contra la corrosin y

    nivel medio de resistencia mecnica. Su uso est limitado a productos

    especficos.

    Ti grado 7, 11 y 12 representan aleaciones de mayor resistencia a la

    corrosin, por ejemplo en procesos de reduccin de cidos clorados. Las

    propiedades mecnicas de los grados 7 y 11 son las mismas que las de los

    grados 1 y 2 respectivamente. La aleacin Ti Beta-C, es una aleacin con alta

    resistencia a la corrosin y a la temperatura, y se utiliza principalmente en

    aplicaciones marinas. La lista de especificaciones ASTM cubre todos los

    productos del titanio y de sus aleaciones:

    ASTM B 265 FLEJE Y CHAPA.

    ASTM B 337 TUBERA SOLDADA Y SIN SOLDADURA.

    ASTM B 338 TUBO SOLDADO Y SIN SOLDADURA.

    ASTM B 348 BARRAS Y PALANQUILLAS.

    ASTM B 263 ACCESORIOS SOLDADOS Y SIN SOLDADURA.

    ASTM B 367 PIEZAS DE FUNDICIN.

    ASTM B 381 FORJADOS.

    Los productos consumibles de soldadura son amparados por la

    especificacin AWS A5.16.

    MECANIZADO DEL TITANIOEl titanio es uno de los metales ms difciles de mecanizar, pero tiene

    una tasa de produccin rasonable y una excelente acabado superficial puede

    ser obtenido con mtodos de mecanizado convencionales si es tomada en

    cuenta ciertas caractersticas de este material como son la reactividad. El xito

    en el mecanizado del titanio depende mucho de las propiedades intrnsecas de

    este material como son:

    El titanio es qumicamente reactivo y por lo tanto tiene una tendencia a

    soldarse a la herramienta durante el proceso de maquinado, produciendo la

    falla prematura de la herramienta. Adicionalmente, sus baja conductividad

    Pgina 25 de 44

  • Titanio y sus Aleaciones

    trmica incrementa la temperatura de la interfase herramienta/pieza, teniendo

    consecuencias perjudiciales para la herramienta.

    El titanio posee un mdulo de elasticidad menor que el del acero, por

    tanto es ms elstico, y las piezas mal sujetadas pueden doblarse bajo la

    presin de las herramientas de corte, provocando problemas de vibraciones,

    aumento de tolerancias de fabricacin y abrasin de las herramientas. De ah la

    importancia de unas tcnicas rigurosas, as como de unas herramientas de

    corte en perfectas condiciones de uso.

    La eleccin del refrigerante adecuado es muy importante, ya que el

    titanio es mal conductor trmico, y en los procesos de corte se puede generar

    un incremento local de temperatura considerable, con riesgo de excoriacin y

    adherencia al filo de la herramienta, y la consiguiente disminucin de la vida til

    de la misma. Por otra parte, debe evitarse el uso de lquidos que contengan

    halgenos (cloro, flor, bromo, yodo), ya que pueden reaccionar con el titanio.

    Siempre que la seleccin de herramientas, velocidades de corte y

    refrigerantes sean adecuados, es posible conseguir unos acabados

    superficiales excelentes.

    El titanio puede ser mecanizado utilizando las tecnologas habituales

    para otros materiales, como acero o aleaciones de aluminio. A ttulo general, el

    mecanizado del titanio puro comercial es similar al del acero inoxidable. Sin

    embargo, en las aleaciones de titanio, la dificultad del mecanizado aumenta

    con las propiedades mecnicas de stas.

    FRESADO QUMICOEn piezas de titanio se puede conseguir un acabado muy preciso

    utilizando un ataque cido de superficie, selectivo y controlado. Para ello se

    sumerge la pieza de titanio en una solucin de 120-190 g/l de cido ntrico y

    40-50 g/l de cido hipoflurico con un agente tensoactivo, manteniendo la

    temperatura de la solucin entre 300- 400 C. A 360 C, el metal pierde masa a

    una velocidad de 0,02mm/minuto. Las zonas del material que no deben ser

    atacadas se protegen con una capa de elastmero de neopreno o de

    copolmero de isobutileno-isopropileno.

    Pgina 26 de 44

  • Titanio y sus Aleaciones

    19.EJECUCIN DE UNIONESFIJACIN POR TORNILLOS La utilizacin de tornillos de titanio es frecuente en uniones no

    permanentes donde el peso y la resistencia mecnica sean factores

    importantes. Con la misma resistencia del acero, se pueden conseguir ahorros

    del 44 % en peso. A ttulo de ejemplo, este ahorro en la tornillera utilizada en

    una motocicleta se puede cuantificar en unos 3 kg.

    SOLDADURA POR FUSINEl titanio a temperatura superior a la de fusin reacciona fcilmente en

    contacto con los gases atmosfricos, sufriendo una decoloracin, que puede

    mostrar un color entre amarillo pajizo y gris plomo. Este aspecto denota prdida

    de ductilidad y propiedades mecnicas.

    Al someter a soldadura piezas de titanio, para evitar estas reacciones, es

    muy importante proteger en gas inerte, habitualmente argn. El color del

    cordn de soldadura dar una indicacin de su calidad. La limpieza, tanto de

    las piezas a soldar como del taller en general, es otro factor que influye en una

    buena soldadura..

    El titanio comercial puro posee una buena soldabilidad, manteniendo las

    piezas soldadas las mismas propiedades mecnicas originales. Las aleaciones,

    tal como Ti grado 5, se pueden soldar, pero obteniendo unas propiedades

    mecnicas en las piezas resultantes ligeramente inferiores a las del metal base.

    El equipo de soldadura con arco en gas inerte para titanio es similar al

    que se utiliza para otros metales (TIG, MIG), aunque se requiere una mayor

    proteccin gaseosa. Para la inspeccin final de las piezas soldadas, se puede

    recurrir a las tcnicas convencionales de rayos X o lquidos penetrantes.

    Otras tcnicas:

    Soldadura con plasma, permitiendo adems un gran ahorro para uniones

    a tope de un solo cordn en materiales de hasta 5 mm de espesor.

    Soldadura por puntos y longitudinal, por presin o por calentamiento

    elctrico, siendo similar a la que se utiliza para el acero inoxidable.

    Soldadura por haz de electrones, para obtener grandes velocidades en

    los casos en los que las aleaciones de titanio contienen ms estabilizadores

    Pgina 27 de 44

  • Titanio y sus Aleaciones

    beta; debido a la mayor relacin entre espesor y ancho de la soldadura, y al

    menor aporte trmico, la pieza resultante correr menos riesgo de deformacin.

    SOLDADURA POR DIFUSINEn aplicaciones industriales del titanio por su resistencia a la corrosin,

    muchas veces es suficiente una fina lmina de este metal sobre otro material.

    Sin embargo, el titanio slo puede ser soldado por fusin nicamente con

    titanio y con sus aleaciones soldables, por lo que fue preciso desarrollar una

    tcnica que permitiera unir mecnicamente las lminas de titanio a soportes

    ms econmicos, tales como el acero. Se puede unir con esta tcnica titanio

    con titanio u otros metales, en horno, por induccin, por arco, o resistencia,

    utilizando por regla general aleaciones de soldadura blanca con plata. Para la

    soldadura en horno o por induccin, se debe trabajar en vaco o atmsfera de

    gas inerte. Para electrodo de tungsteno en gas inerte (TIG), se debe emplear

    arco de baja intensidad, para facilitar la difusin de la aleacin de soldadura sin

    que el metal base se derrita.

    UNIN POR DIFUSINConsiste en colocar dos planchas limpias de titanio bajo presin

    mecnica, en vaco y en caliente, durante un tiempo especfico. En estas

    condiciones, el titanio absorbe su capa de xido, y entonces las superficies en

    contacto quedan unidas. Esta unin presenta una integridad muy alta, ya que

    se produce metalrgicamente, formando un solo cuerpo.

    La unin por difusin, es a menudo utilizada conjuntamente con tcnicas de

    conformacin superplstica para obtener unas piezas complejas y de alta

    resistencia a partir de una sola operacin de fabricacin.

    PLAQUEADO POR EXPLOSINSe coloca una lmina de titanio a distancia controlada, encima de la

    chapa de soporte, y se hace detonar un explosivo, previamente esparcido de

    modo uniforme. La lmina impacta y se aplasta contra la chapa de soporte, y a

    la vez, una cantidad de metal de superficie es expulsada desde el vrtice del

    ngulo de colisin, eliminando as todo el residuo contaminante de las

    superficies de contacto, y proporcionando una unin metalrgica. La calidad de

    la unin puede ser examinada por ultrasonidos.

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  • Titanio y sus Aleaciones

    Las variedades de titanio de baja a media resistencia (grados 1, 2, 7, 11,

    12) son aptos para esta tcnica, dando unas piezas con grandes propiedades

    en cuanto a resistencia contra la corrosin. Se pueden unir por plaqueado

    explosivo lminas de titanio de hasta 2 mm de espesor, usando por regla

    general chapas de soporte de 13 mm mniPerfiles huecos o con ngulos

    entrantes como mnimo y de por lo menos dos veces el espesor del material

    plaqueado, de hasta 15 m2. Para superficies muy grandes, se pueden utilizar

    lminas de titanio ms pequeas soldadas entre si, para ser luego plaqueadas

    por explosin sobre grandes chapas de soporte. Esta tcnica permite rebajar el

    coste de cuerpos de intercambiadores de calor, recipientes de reaccin,

    generadores de cloro y conductos. Se estn desarrollando nuevas

    investigaciones para la aplicacin de esta tcnica en el revestimiento interior de

    tuberas.

    REVESTIMIENTOS POR LAMINACINUna buena solucin alternativa a las tcnicas descritas arriba, para

    grandes superficies, en las que se necesita slo una fina chapa de titanio para

    evitar la corrosin, es el chapado por laminacin. El Ti grado 1, 2, 7 y 11 es

    adecuado para ser unido a una chapa base de acero. Mediante varias pasadas

    en caliente en un tren laminador de gran potencia, se consigue que las chapas

    se suelden formando una unin intermetlica. Los anchos de las chapas

    revestidas por laminacin pueden varar entre 2 y 3,2 m, segn el espesor, y

    los largos ms comunes son de entre 8 y 12 metros. Los retales de chapas

    sueltos se pueden unir soldando entre s chapas base, y utilizar tiras para

    soldar en solapa y sellar as la superficie de titanio. Las piezas obtenidas slo

    pueden utilizarse para servicio a baja presin, pero permite un ahorro de coste

    considerable en la proteccin contra la corrosin de tuberas, recipientes y

    canalizaciones de grandes dimensiones.

    20.FABRICACIN DE PIEZAS COMPLEJASFORJADO POR ESTAMPACINLa forja de las aleaciones de titanio son producidas por todas las

    tcnicas conocidas tales como: Forja con matriz abierta, matriz cerrada, up-

    setting, laminado, orbital forging, extrusin hacia adelante y atrs, entre otros.

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  • Titanio y sus Aleaciones

    La seleccin del mtodo ms adecuado est basado en la forma deseada,

    propiedades mecnicas, microestructura, costo, etc.

    Las aleaciones de titanio son ms difciles de forjar que el acero y el

    aluminio, porque su resistencia a la deformacin puede incrementarse

    dramticamente con un pequeo cambio en la temperatura del metal y tasa de

    deformacin En la figura

    Entre los materiales ms comunes fabricados por forja se encuentran las

    bridas, prtesis para implantes mdicos, ruedas de competicin para vehculos,

    y accesorios para tuberas, tanto en titanio comercial puro como en aleaciones

    (especialmente Ti grado 5).

    EXTRUSINCualquier especificacin de titanio se puede extruir, obteniendo perfiles

    tanto para acabados en bruto como para piezas finales. La tcnica de extrusin

    es particularmente recomendable para la produccin de piezas largas y de

    seccin compleja. Hace muchos aos que ya se utilizan los perfiles extrudos

    de alta resistencia en aleacin de titanio, para la produccin de anillos para

    motores de aviacin.

    FUNDICINLa fundicin del titanio es una industria relativamente joven, debido al

    desarrollo tan reciente de esta industria. La alta reactividad del titanio,

    especialmente en el estado fundido, presentando un especial reto de la

    fundicin. El proceso para fundir el titanio es costoso, son necesarios procesos

    especiales para el moldeo y la limpieza de la superficie para mantener la

    integridad del material.

    Existen principalmente dos tcnicas:

    Molde de grafito apisonado (similar a la arena), recomendado para

    grandes piezas, por ser el ms econmico y su procedimiento el ms

    adecuado a estos casos. No hay necesidad de moldes especiales, y se pueden

    utilizar los equipos convencionales para fabricar piezas fundidas en titanio.

    Fusin a la cera perdida, resulta ms apropiada para piezas de alta

    precisin, menor espesor de pared, ngulos ms pequeos y acabados de alta

    calidad.

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  • Titanio y sus Aleaciones

    Las propiedades mecnicas de las piezas de fundicin son muy

    similares a las de los productos forjados y su resistencia a la corrosin es igual.

    Se producen piezas de fundicin de hasta 600 kg, tanto en titanio

    comercial puro como en sus aleaciones.

    Para grandes estructuras, en general se sueldan dos o ms piezas de

    fundicin. Para comprobar el buen estado de la pieza final, se puede proceder

    a su inspeccin por lquidos penetrantes, rayos X o ultrasonidos.

    PULVIMETALURGIAPara piezas muy complejas, con espesores muy pequeos (1mm), en

    las que se exigen por lo tanto unos buenos acabados superficiales, la

    pulvimetalurga

    puede ser apropiada.

    Se puede conseguir pulvitanio de base mediante las siguientes tcnicas:

    Sinterizado compactado en fro.

    Sinterizado prensado isosttico en fro.

    Prensado isosttico en caliente (HIP).

    Prensado en caliente al vaco.

    La densidad del material obtenido al compactar polvo de titanio a

    presiones bajas (alrededor de 275 Mpa) es de un 60 % a un 90 % del metal

    base, segn la tcnica utilizada.

    Las piezas obtenidas por este procedimiento se utilizan en armamento

    areo, en la marina, y en piezas de alta calidad para vehculos, y sus tamaos

    oscilan desde pocos gramos de peso hasta unos 3 kg.

    EMBUTICIN SUPERPLSTICALa embuticin superplstica (SPF), es una tcnica de moldeo de metales

    en caliente que permite fabricar piezas complejas en una sola operacin.

    Por superplasticidad, se entiende una fuerte elongacin a la traccin,

    habitualmente ms del 500 %, en materiales policristalinos de grano fino, y a

    una elevada temperatura. Es apropiada para aleaciones de titanio alfa-beta de

    grado fino (menos de 10 mm), tales como el TiAl4V.

    Consiste en colocar una pieza de titanio aleado entre las dos mitades de

    un troquel, calentando hasta una temperatura determinada. Se insufla entonces

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  • Titanio y sus Aleaciones

    gas argn caliente en la parte superior del molde, forzando la lmina de titanio

    aleado contra la parte interior del troquel.

    A menudo, para estructuras huecas o alveolares, se combina la

    embuticin superplstica con la tcnica de unin por difusin, utilizando para

    ello gas argn caliente para estirar lminas previamente unidas por difusin en

    puntos localizados o perifricos. Adecuada para grandes lotes de piezas,

    ofrece las siguientes ventajas:

    Moldeo de piezas complejas en una sola operacin.

    Reduccin del periodo de lanzamiento de fabricacin.

    Eliminacin de mecanizado.

    Eliminacin de montaje.

    Reduccin de peso y ahorro de coste.

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  • Titanio y sus Aleaciones

    21.APLICACIONES DE TITANIO

    Aplicaciones biomdicas: Titanio quirrgico

    Prtesis sea

    El titanio es un metal biocompatible, porque los tejidos del organismo

    toleran su presencia sin que se hayan observado reacciones alrgicas del

    sistema inmunitario. Esta propiedad de biocompatibilidad del titanio unido a sus

    cualidades mecnicas de dureza, ligereza y resistencia han hecho posible una

    gran cantidad de aplicaciones de gran utilidad para aplicaciones mdicas, como

    prtesis de cadera y rodilla, tornillos seos, placas antitrauma e implantes

    dentales, componentes para la fabricacin de vlvulas cardacas y

    marcapasos, gafas, herramental quirrgico tales como bisturs, tijeras, etc., y

    tambin la gran cantidad de piezas llamadas piercing.

    La aleacin de titanio ms empleada en este campo contiene aluminio y

    vanadio segn la composicin: [[Ti6Al4V]]. El aluminio incrementa la

    temperatura de la transformacin entre las fases alfa y beta. El vanadio

    disminuye esa temperatura. La aleacin puede ser bien soldada. Tiene

    alta tenacidad.

    Las especificaciones de ASTM para el titanio quirrgico son las

    siguientes:

    ASTM B265: placa y lmina: ASTM F1108 Ti6A4V: pieza moldeada para

    implantes quirrgicos

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  • Titanio y sus Aleaciones

    ASTM B299: esponja: ASTM F1295 Ti6Al7: aleaciones de niobio para

    aplicaciones de implantes quirrgicos

    ASTM B861/B862: tubo: ASTM F1341: alambre de titanio sin aleaciones

    para aplicaciones de implante quirrgico

    ASTM B338: ASTM F136 Ti6Al4V: eli para aplicaciones de implante

    quirrgico

    ASTM B348: barra: ASTM F1472 Ti6Al4V: para aplicaciones de implante

    quirrgico

    ASTM B363: conexiones: ASTM F620 Ti6Al4V: eli forjados para

    implantes quirrgicos

    ASTM B367: piezas moldeadas: ASTM F67: titanio sin aleaciones para

    aplicaciones de implante quirrgico

    ASTM B381: forjado: varias especificaciones especiales AMS y MIL-T

    Las razones para considerar el material ideal para implantes endoseos

    son:

    El titanio es inerte, la cubierta de xido en contacto con los tejidos es

    insoluble, por lo cual no se liberan iones que pudieran reaccionar con las

    molculas orgnicas.

    El titanio en los tejidos vivos representa una superficie sobre la que el

    hueso crece y se adhiere al metal, formando un anclaje anquiltico,

    tambin llamado osteointegracin.

    Esta reaccin normalmente slo se presenta en los materiales llamados

    bioactivos y es la mejor base para los implantes dentales funcionales.

    Posee buenas propiedades mecnicas, su fuerza de tensin es muy

    semejante a la del acero inoxidable utilizado en las prtesis quirrgicas

    que reciben carga. Es mucho ms fuerte que la dentina o cualquier

    cortical sea, permitiendo a los implantes soportar cargas pesadas.

    Este metal es suave y maleable lo cual ayuda a absorber el choque de

    carga.

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  • Titanio y sus Aleaciones

    OTROS USOS

    Industria energtica: El titanio es muy utilizado en la construccin de sistemas de intercambio trmico en las centrales trmicas elctricas

    (y tambin en las centrales nucleares), debido principalmente a sus

    caractersticas de resistencia mecnica (lo que hace que los haces

    tubulares que constituyen esos intercambiadores sean muy resistentes a

    las vibraciones y que los espesores de los tubos puedan ser menores,

    facilitando el intercambio de calor) y qumicas (el titanio, a semejanza del

    cobre, genera una capa inoxidable sobre su superficie, lo que lo hace

    mucho ms resistente a la corrosin).

    Industria de procesos qumicos: Determinadas aleaciones de titanio se utilizan para fabricar componentes de las industrias de proceso

    tales como bombas, depsitos, reactores qumicos y columnas de

    fraccionamiento en centrales que utilizan agua de mar como refrigerante.

    Tambin se emplea en las unidades de desulfuracin de gases que

    permiten reducir las emisiones de dixido de azufre de las centrales

    trmicas de carbn. Estas aplicaciones son posibles gracias a la gran

    resistencia del titanio ante los agentes corrosivos tales como el agua

    salada, las soluciones de clorito e hipoclorito, el cido ntrico, los cidos

    crmicos, los cloruros metlicos, los sulfuros o los cidos orgnicos.

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  • Titanio y sus Aleaciones

    Industria automovilstica: Un sector nuevo se ha incorporado a la fabricacin de componentes de titanio, donde las empresas

    automovilsticas estn incorporando componentes de titanio en los

    vehculos que fabrican, con el fin de aligerar el peso de los mismos, as

    por ejemplo ya existen muelles y bielas de titanio. Especialmente en el

    caso de los muelles se mejora el mdulo de Young y una mejor calidad

    de la suspensin.

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  • Titanio y sus Aleaciones

    Componente del turbocompresor del Mitsubishi Lancer fabricado en TiAl

    que con una baja densidad (3.8 g/cm3) mantiene una propiedades mecnicas

    buenas a elevadas temperaturas. Componente fabricado por conformado y

    posterior compactacin isosttica en caliente (HIP) para eliminar defectos

    internos.

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  • Titanio y sus Aleaciones

    Resmen de los componentes de vehculos pesados que tienen una

    probabilidad moderada-alta de ser sustituidos por componentes de Ti.

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  • Titanio y sus Aleaciones

    Industria militar: El titanio se emplea en la industria militar como material de blindaje, en la construccin de los portaaviones, en la

    carrocera de vehculos ligeros, en la construccin de submarinos

    nucleares y en la fabricacin de misiles

    Motor de Airbus A-380 con 11 Tm de titanio

    Industria aeronutica y espacial: Debido a su fuerza, baja densidad y el que puede soportar temperaturas relativamente altas, las

    aleaciones de titanio se emplean en aviones y cohetes espaciales . El

    titanio y sus aleaciones se aplican en la construccin aeronutica

    bsicamente para construir forjados estructurales de los aviones, discos

    de ventilacin, labes, y palas de turbinas.

    Construccin naval: La propiedad que tiene el titanio de ser resistente a la corrosin permite que algunas de sus aleaciones sean

    muy utilizadas en construccin naval donde se fabrican hlices y ejes de

    timn, cascos de cmaras de presin submarina, componentes de botes

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  • Titanio y sus Aleaciones

    salvavidas y plataformas petrolferas, as como intercambiadores de

    calor, condensadores y conducciones en centrales que utilizan agua de

    mar como refrigerante, porque el contacto con el agua salada no le

    afecta.

    Industria relojera: Los relojes deportivos que requieren un material resistente a menudo usan el titanio, un metal fuerte, blanco. Los relojes

    de pulsera de titanio son de peso ligero, 30 por ciento ms fuertes que

    los de acero y resisten la corrosin. Generalmente tienen una capa

    protectora para hacerlos resistentes a los rayones. Se fabrican las cajas

    de titanio e incluso las correas de sujecin.

    Reloj con carcasa de titanio

    Joyera y bisutera: Cada vez se est utilizando ms el titanio como metal seminoble en el mbito de la joyera y de la bisutera. As es

    posible encontrar pulseras, pendientes, anillos, etc., fabricados en este

    metal. Para mejorar el aspecto superficial del titanio se le somete a

    diferentes tipos de procesos que refuerzan su belleza.

    Instrumentos deportivos: Con titanio se producen actualmente distintos productos de consumo deportivo como palos de golf, bicicletas,

    caas de pescar, etc.

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    Decoracin: Tambin se han empleado lminas delgadas de titanio para recubrir algunos edificios, como por ejemplo el Museo Guggenheim

    Bilbao.

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    21. RESMEN DE APLICACIONES MS COMUNES

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  • Titanio y sus Aleaciones

    22.BIBLIOGRAFA

    Summary of emerging titanium cost technologies, A study performed for US department of energy and oak ridge national laboratory.

    www.ms.oml.gov/programs/energyeff/hvpm/kraft-titanium-2.pdf

    Russell A. Chemenkoff Low-cost Powder Metallurgy Technology for particle-reinforced titanium automotive component:manufacturing process feasibility study

    www.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/pdfs/alm_04/3a_chemenkoff.pdf

    www.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/pdfs/alm_04/3a_lavender.pdf

    Matthew J.Donachie Jr, Titanium: A technical guide, ASM Intenational, 1988

    D.M.Brunette, P.Tengvall, M.Textor, P.Thomsen, Titanium in medicine:Material science, surface science engineering, biological response and medical applications, springer 2001

    www.kobelco.cojp/english/titan

    Leyens, Peters (editors), Titanium and titanium Alloys: Fundamentals and applications, Wiley-VCH GmbH &Co. KgaA, 2003

    wwww.titanium.com/titanium/coolsurf.cfm

    Titanium alloys guide, RMI Titanium company

    www.dynamettechnology.com

    Challenges for MIM titanium parts, October 2003, metal-powder.net

    www.aerometcorp.com

    www.plansee.com

    www.britishtitanium.co.uk

    www.metalysis.com

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    1.INTRODUCCIN2.HISTORIA TITANIO

    3.PRINCIPALES PRODUCTORES4.1.CARACTERSTICAS FSICAS Comercial y tcnicamente existen muchas aleaciones de titanio porque no hay una norma muy rgida sobre las mismas. Sin embargo las aleaciones ms conocidas son las siguientes y se conocen por el grado que tienen. Aleacin Ti-6Al-4V , calentada por encima de b transus. Enfriamiento (a) en el horno. (b) al aire . La estructura es de a acicular en una matriz de b.Aleacin Ti-8Al-1Mo-1V forjada . (a) a 900 C , ( por debajo de la temperatura habitual de forja) . Estructura equiaxial de a ( blanco) y en una matriz de b ( negro) . (b) a 1005 C (,temperatura normal de forja) y enfriada al aire. Granos equiaxiales de a en una matriz de b con a acicular (c) a 1095 C ( por encima de b transus) y enfriado rpidamente al aire. La estructura es una matriz de b con a acicular . Aleacin Ti-6Al-4V templado desde 950C La matriz es de martensita con granos de fase a.

    21.APLICACIONES DE TITANIOAplicaciones biomdicas: Titanio quirrgico