Titanium and Titanium Alloys  

Un sacerdote inglés llamado Gregot descubrió el titanio. En 1825 se logró una burda separación del mineral de titanio. En 1906, se aisló suficiente titanio puro en forma metálica para permitir un estudio. Tras este estudio, en 1932, se desarrolló un proceso de extracción que se convirtió en el primer método comercial para producir titanio. La Oficina de Minas de los Estados Unidos comenzó a fabricar esponja de titanio en 1946, y 4 años más tarde se inició el proceso de fundición.

El uso del titanio está muy extendido. Se utiliza en muchas empresas comerciales y tiene una demanda constante para artículos como bombas, pantallas y otras herramientas y accesorios en los que el ataque de la corrosión es frecuente. En la construcción y reparación de aeronaves, el titanio se utiliza para las pieles del fuselaje, los revestimientos de los motores, los cortafuegos, los largueros, las estructuras, los accesorios, los conductos de aire y las fijaciones.

El titanio se utiliza para fabricar discos de compresores, anillos espaciadores, álabes y paletas de compresores, pernos pasantes, carcasas y revestimientos de turbinas y otros elementos de ferretería para motores de turbina. El titanio, en apariencia, es como el acero inoxidable. Un método rápido utilizado para identificar el titanio es la prueba de la chispa. El titanio emite un rastro blanco brillante que termina en un estallido blanco brillante. También, humedeciendo el titanio y utilizándolo para dibujar una línea en un trozo de vidrio se puede lograr la identificación. Esto deja una línea oscura de aspecto similar a una marca de lápiz.

Debido al alto punto de fusión del titanio, las propiedades a alta temperatura son decepcionantes. El límite elástico del titanio desciende rápidamente por encima de los 800 °F. La absorción de oxígeno y nitrógeno del aire a temperaturas superiores a los 1.000 °F hace que el metal sea tan frágil en una exposición prolongada que pronto pierde su valor. Sin embargo, el titanio tiene cierto mérito para exposiciones cortas de hasta 3.000 °F en las que la resistencia no es importante. Los cortafuegos de los aviones exigen este requisito.

El titanio se sitúa entre el aluminio y el acero inoxidable en términos de elasticidad, densidad y resistencia a temperaturas elevadas. Tiene un punto de fusión de 2.730 °F a 3.155 °F, una baja conductividad térmica y un bajo coeficiente de expansión. Es ligero, fuerte y resistente al agrietamiento por corrosión bajo tensión. El titanio es aproximadamente un 60% más pesado que el aluminio y un 50% más ligero que el acero inoxidable.

Designaciones y Clasificaciones del titanio 

La clasificación A-B-C de las aleaciones de titanio se estableció para proporcionar un medio cómodo y sencillo de describir todas las aleaciones de titanio. El titanio y las aleaciones de titanio poseen tres tipos básicos de cristales: A (alfa), B (beta) y C (combinación de alfa y beta). Sus características son:

- A (alfa): rendimiento general; buena capacidad de soldadura; dureza y resistencia tanto en frío como en caliente; y resistencia a la oxidación.

- B (beta): capacidad de doblado; excelente ductilidad de doblado; fuerte tanto en frío como en caliente, pero vulnerable a la contaminación.

- C (combinación de alfa y beta para obtener un rendimiento medio): fuerte en frío y en caliente, pero débil en caliente; buena capacidad de flexión; resistencia moderada a la contaminación; excelente capacidad de forja.

El titanio se fabrica para uso comercial en dos composiciones básicas: titanio comercialmente puro y titanio aleado. El A-55 es un ejemplo de titanio comercialmente puro. Tiene un límite elástico de 55.000 a 80.000 psi y es un grado de uso general para el conformado moderado a severo. A veces se utiliza para piezas de aviación no estructurales y para todo tipo de aplicaciones resistentes a la corrosión, como los tubos. El titanio de tipo A-70 está estrechamente relacionado con el de tipo A-55, pero tiene un límite elástico de 70.000 a 95.000 psi. Se utiliza cuando se requiere una mayor resistencia y se especifica para muchas piezas de aviación sometidas a esfuerzos moderados. Para muchas aplicaciones de corrosión, se utiliza indistintamente con el tipo A-55. Tanto el tipo A-55 como el A-70 son soldables.

Una de las aleaciones base de titanio más utilizadas es la denominada C-110M. Se utiliza para los miembros estructurales primarios y la piel de las aeronaves, tiene un límite elástico mínimo de 110.000 psi y contiene un 8% de manganeso.

El tipo A-110AT es una aleación de titanio que contiene un 5% de aluminio y un 2,5% de estaño. También tiene un alto límite elástico mínimo a temperaturas elevadas con las excelentes características de soldadura inherentes a las aleaciones de titanio de tipo alfa.