Aleaciones de titanio
El titanio es
un metal muy abundante en la corteza terrestre, y debido a sus propiedades podría
decirse que se encuentra en un lugar intermedio entre el aluminio y el acero,
ya que es relativamente ligero, dúctil, y además posee una buena resistencia a
la corrosión a temperaturas moderadas. Pero, así como es de útil posee ciertas
condiciones para poder usarse en el aspecto aeronáutico, las cuales son:
- El costo: Debido a su precio elevado, tanto de obtención como de fabricación de piezas (el cual puede ser hasta 8 veces más que las aleaciones de aluminio), se utiliza sólo cuando no existe un material que pueda cumplir con las condiciones necesarias para realizar un trabajo efectivo.
- Dificultad de mecanizado y conformado.
- Reparaciones: Para realizar alguna reparación de una pieza compuesta de titanio, es necesario utilizar el mismo material o en su defecto algún repuesto hecho de acero, siempre y cuando esté bajo las condiciones especificadas por el fabricante.
Como hemos
estado viendo, el titanio es un material muy especializado, de hecho, apenas
por el año 1949 se desarrollaron formas más fáciles para su obtención, teniendo
dos principales minerales:
- Rutilo: Que es una forma impura de bióxido de titanio.
- Ilmenita (Ferrotitanato): Una mezcla de óxidos de titanio y hierro.
Pero, ¿por qué se
utiliza a pesar de su complejidad de obtención y costo? Una de las razones
principales es que es más ligero que el acero, teniendo aproximadamente un 60%
de su densidad, pero tiene una mayor dureza y resistencia a altas temperaturas
en comparación a este, ya que puede soportar hasta 1700 °C mientras el acero
tiene un punto de fusión de aproximadamente 1500 °C. Debido a estas ventajas
puede ser utilizado en zonas críticas como:
- Álabes.
- Recubrimiento de escapes.
- Conductores de aire caliente.
- Paredes internas de los motores a reacción.
En cuanto a su
comportamiento ante la corrosión tenemos dos formas, una es actuando como un
elemento catódico, esto frente a materiales como las aleaciones de aluminio, las
de magnesio y algunas de acero (con excepción de aquellas inoxidables),
provocando que dichos materiales se corroan; mientras que, por otro lado, al
estar en contacto con materiales compuestos como la fibra de carbono, se
comporta como un elemento anódico, sufriendo de corrosión galvánica.
Finalmente
tenemos sus aleaciones, que corresponden más que nada a sus características de
elemento polimorfo, clasificándose en:
- Alfa (α).
- Beta (β).
- Alfa+beta (α+β).
Titanio α.
Es ideal para
la aplicación en motores turborreactores, debido a que tiene gran resistencia a
la fluencia, o sea, que tiene buena resistencia a la deformación progresiva
debida a una carga que se aplica continuamente. Se divide en dos tipos, que
son:
- Super alfa: Ti5Al2.5Sn
- Near alfa: Ti5Al1Mb1V
Donde la near
alfa es la más utilizada en aviación comercial, mientras que la super alfa se
emplea en cohetes y naves espaciales.
Titanio β.
Tienen una
mayor resistencia mecánica que la clase α, pero al poseer una menor resistencia
a la fluencia, su uso dentro de la aviación se ve limitado, por lo que podemos
encontrarlo en:
- Remaches.
- Sujetadores en general.
- En algunas palas de helicópteros.
- Carenados de motor.
Titanio α+β.
Es la
aleación más importante debido a que combina características de las dos
mencionadas anteriormente, poseen una excelente resistencia mecánica y a la
fatiga, así como a la fluencia y a la tensión. Y podemos encontrarla mayormente
en álabes del fan de los motores.
