Metales y aleaciones no ferrosas

Titanio y sus aleaciones

La caja de transmisi�n de un automóvil contiene muchos elementos fabricados con aleaciones de titanio.

El titanio es un material alotrópico con estructura cristalina hexagonal a bajas temperaturas (estado alfa) y con estructura cúbica centrada en el cuerpo CC por arriba de los 882º C (estado beta). Posee una resistencia cercana a los 200 Kpsi con una densidad de 4.5 g/cm³. Tiene alta resistencia a la corrosión y buenas propiedades en altas temperaturas. En bajas temperaturas (aquellas por debajo de los 500º C) produce una capa de óxido de titanio superficial, la que le da una gran capacidad para evitar la corrosión y la contaminación, por lo que muchas veces es utilizada en implantes médicos, en procesos químicos y en componentes marinos.

La fundición y moldeado del titanio no es fácil debido a que en altas temperaturas reacciona con átomos de carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno, volviéndolo muy frágil. Las aleaciones de titanio son muy dúctiles, fácilmente forjables y mecanizables.

Aleaciones alfa. Las aleaciones de titanio alfa, comúnmente contienen 5% de aluminio y 2.5% de estaño, elementos que le proporcionan endurecimiento y resistencia a la fatiga, y con enfriamiento en horno obtiene mayor resistencia a la termofluencia.

Aleaciones beta. Estas aleaciones son generalmente formadas de vanadio y molibdeno, que conservan la estructura beta a temperatura ambiente. Las aplicaciones de estas aleaciones están relacionadas con piezas sujetadoras de alta resistencia y elementos estructurales en componentes aeroespaciales.

Aleaciones alfa-beta. Son aleaciones con 6% de aluminio y 4% de vanadio. Las aleaciones de este tipo son dúctiles y resistentes a la fatiga, poseen buena tenacidad a la fractura y resistencia a la termofluencia.

En la siguiente tabla se describen las principales características de las aleaciones de titanio.

Aleación	Composición	Resistencia a la tracción MPa	Límite elástico MPa	Porcentaje de elongación	Aplicación
Puro	99.1% Ti	517	448	25	Industria química, náutica y partes de avión.
Alfa	5% Al, 2.5% Sn	8612	807	16	Motores de avión.
Alfa-Beta	6% Al, 4% V	993	924	14	Cohetes propulsores
Beta	13%V, 11% Cr, 3% Al	1220	1172	8	Pernos de alta resistencia.

Una de las aplicaciones más conocidas de titanio se observa en implantaciones quirúrgicas, permanentes o temporales, como la de la figura.