Las aleaciones de titanio son veneradas por su impresionante relación resistencia-peso, su excepcional resistencia a la corrosión y su excelente biocompatibilidad. Entre estas aleaciones, el Ti64, también conocido como aleación de titanio Ti64destaca por sus amplias aplicaciones y sus propiedades favorables. Este artículo profundiza en los entresijos del Ti64, proporcionando una visión detallada, explorando su composición, propiedades, aplicaciones y diversos grados. Además, compararemos distintos modelos de polvo metálico, analizaremos sus ventajas e inconvenientes y responderemos a las preguntas más frecuentes sobre esta extraordinaria aleación.
Visión general de la aleación de titanio Ti64
Ti64 es una aleación de titanio compuesta por aluminio 6% y vanadio 4%. Su combinación de peso ligero y alta resistencia la convierte en una elección popular en aplicaciones aeroespaciales, médicas e industriales. La aleación presenta excelentes propiedades mecánicas, una resistencia superior a la corrosión y una buena estabilidad térmica, lo que la hace versátil y fiable para diversos entornos exigentes.
Composición de Aleación de titanio Ti64
Las propiedades únicas del Ti64 se deben a su precisa composición elemental. A continuación le explicamos en qué consiste esta aleación:
| Elemento | Composición (%) |
|---|---|
| Titanio | 90 |
| Aluminio | 6 |
| Vanadio | 4 |
| Hierro | ≤ 0.25 |
| Oxígeno | ≤ 0.20 |
| Carbono | ≤ 0.08 |
| Nitrógeno | ≤ 0.05 |
| Hidrógeno | ≤ 0.015 |
| otros | ≤ 0.40 |
Propiedades de la aleación de titanio Ti64
El Ti64 es famoso por sus excelentes propiedades mecánicas. Estas son algunas de sus principales características:
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 4,43 g/cm³ |
| Resistencia a la tensión | 900 MPa (min) |
| Resistencia elástica | 830 MPa (min) |
| Módulo de elasticidad | 113,8 GPa |
| Elongación | 14% |
| Dureza | 349 HV |
| Punto de Fusión | 1604°C |
Características de la aleación de titanio Ti64
- Alta relación resistencia-peso: El Ti64 es resistente pero ligero, por lo que resulta ideal para aplicaciones en las que el ahorro de peso es crucial.
- Excelente resistencia a la corrosión: La aleación resiste la corrosión en diversos entornos, incluidas condiciones marinas y ácidas.
- Buena estabilidad térmica: El Ti64 mantiene sus propiedades a temperaturas elevadas, adecuado para aplicaciones de alta temperatura.
- Biocompatibilidad: Su naturaleza no tóxica lo hace adecuado para implantes y dispositivos médicos.
- Trabajabilidad: Aunque el mecanizado puede resultar complicado, puede forjarse, soldarse y tratarse térmicamente con eficacia.
Aplicaciones de la aleación de titanio Ti64
Las propiedades únicas del Ti64 permiten su uso en diversos campos. He aquí algunas aplicaciones notables:
| Aplicación | Descripción |
|---|---|
| Aeroespacial | Se utiliza en fuselajes, motores a reacción y naves espaciales por su resistencia y ligereza. |
| Productos sanitarios | Se utiliza comúnmente para implantes y prótesis debido a su biocompatibilidad y resistencia a la corrosión. |
| Automovilístico | Se emplea en vehículos de alto rendimiento para componentes como bielas y sistemas de escape. |
| Marina | Adecuado para la construcción naval y estructuras offshore por su resistencia a la corrosión del agua de mar. |
| Industrial | Se utiliza en plantas de procesamiento químico e intercambiadores de calor por su durabilidad y resistencia a la corrosión. |
Especificaciones, tamaños, calidades y normas
La aleación de titanio Ti64 está disponible en varios grados y especificaciones para adaptarse a diferentes aplicaciones. He aquí un resumen:
| Grado | Especificación | Gama de tamaños (mm) | Normas |
|---|---|---|---|
| 5 | Ti-6Al-4V | Hojas: 0.5-100 | ASTM B265, AMS 4911 |
| 23 | Ti-6Al-4V ELI | Barras: 10-400 | ASTM F136, ISO 5832-3 |
| 24 | Ti-6Al-4V | Placas: 5-100 | ASTM B265, AMS 4907 |
| 35 | Ti-6Al-4V | Tubos: 10-200 | ASTM B337, ASTM B338 |
| 44 | Ti-6Al-4V | Piezas forjadas: 50-500 | AMS 4928, AMS 4967 |
Proveedores y precios
Encontrar un proveedor fiable es crucial para adquirir Ti64 de alta calidad. He aquí una lista de algunos proveedores destacados y precios indicativos:
| Proveedor | País | Gama de precios (USD/kg) | Póngase en contacto con |
|---|---|---|---|
| ATI | EE. UU. | 100-200 | www.atimetals.com |
| VSMPO-AVISMA | Rusia | 90-180 | www.vsmpo.ru |
| Baoji Titanio | China | 80-170 | www.baoji-titanium.com |
| Industrias del titanio | Global | 95-185 | www.titanium.com |
| TIMET | EE. UU. | 105-195 | www.timet.com |
Comparación de pros y contras de Aleación de titanio Ti64
Aunque Ti64 ofrece muchos beneficios, es esencial sopesar sus ventajas frente a sus limitaciones:
| Aspecto | Ventajas | Limitaciones |
|---|---|---|
| Fuerza | Alta relación resistencia-peso | Caro en comparación con otros metales |
| Resistencia a la corrosión | Excelente en entornos difíciles | Requiere técnicas de mecanizado especiales |
| Estabilidad térmica | Mantiene sus propiedades a altas temperaturas | Propensos al gripado y al desgaste sin una lubricación adecuada |
| Biocompatibilidad | Seguro para implantes médicos | Puede ser difícil de soldar |
| Viabilidad | Versátil en conformado, forjado y tratamiento térmico | Disponibilidad limitada de material de alta calidad |
Modelos de polvo metálico para la aleación de titanio Ti64
Los polvos metálicos son esenciales para la fabricación aditiva y otras aplicaciones pulvimetalúrgicas. Estos son algunos modelos específicos de polvo Ti64, cada uno adaptado a usos diferentes:
- Ti64-G1: Polvo de uso general con una amplia distribución granulométrica adecuado para diversos procesos de AM.
- Ti64-G2: Mayor fluidez y densidad, ideal para la fusión de lechos de polvo por láser.
- Ti64-HIP: Optimizado para el prensado isostático en caliente, proporciona alta densidad y propiedades mecánicas.
- Ti64-SP: Polvo esférico diseñado para la sinterización selectiva por láser con excelentes características de fluidez.
- Ti64-E: Polvo de fusión por haz de electrones con contenido controlado de oxígeno para aplicaciones de alto rendimiento.
- Ti64-FS: Polvo esférico fino para aplicaciones de inyección de ligante y pulverización en frío.
- Ti64-AM: Personalizado para la fabricación aditiva con un estrecho rango de tamaño de partícula para una calidad de impresión consistente.
- Ti64-CP: Polvo químicamente puro adecuado para implantes médicos que requieren una alta biocompatibilidad.
- Ti64-HT: Grado de alta temperatura para aplicaciones que requieren una mayor estabilidad térmica.
- Ti64-LF: Variante de bajo contenido en flúor para aplicaciones aeroespaciales que requieren una contaminación mínima.
Ventajas y limitaciones en comparación con otras aleaciones de titanio
En comparación con otras aleaciones de titanio, el Ti64 destaca, pero también tiene algunas desventajas:
| Aleación de titanio | Ventajas sobre Ti64 | Limitaciones en comparación con Ti64 |
|---|---|---|
| Ti-3Al-2,5V | Mejor conformabilidad y soldabilidad | Menor resistencia y estabilidad térmica |
| Ti-5Al-2,5Sn | Capacidad para temperaturas más altas | Menor biocompatibilidad y trabajabilidad |
| Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo | Rendimiento superior a altas temperaturas | Mayor coste y menor disponibilidad |
| Ti-6Al-7Nb | Mejor biocompatibilidad | Fuerza inferior |
| Ti-8Al-1Mo-1V | Excelente resistencia a altas temperaturas | Más difícil de procesar y mecanizar |
Preguntas frecuentes (FAQ)
Para responder a las preguntas más habituales sobre Ti64, aquí tiene una práctica sección de preguntas frecuentes:
| Pregunta | Respuesta |
|---|---|
| ¿Por qué es tan popular el Ti64 en aplicaciones aeroespaciales? | Su elevada relación resistencia/peso y su excelente resistencia a la corrosión lo hacen ideal. |
| ¿Es Ti64 adecuado para implantes médicos? | Sí, su biocompatibilidad y no toxicidad lo convierten en la opción preferida para los implantes. |
| ¿En qué se diferencia el Ti64 del titanio puro? | El Ti64 es más fuerte y resistente al calor, pero ligeramente más pesado que el titanio puro. |
| ¿Se puede soldar Ti64 fácilmente? | Soldar Ti64 puede ser un reto y requiere técnicas específicas para evitar la contaminación. |
| ¿Cuáles son los principales retos del mecanizado de Ti64? | Su dureza y tendencia a la hiel requieren herramientas y técnicas especializadas. |
| ¿Es el Ti64 resistente a la corrosión del agua de mar? | Sí, presenta una excelente resistencia a la corrosión del agua de mar, por lo que es adecuado para uso marino. |
| ¿Cómo se utiliza el polvo Ti64 en la fabricación aditiva? | Se utiliza en diversos procesos como SLS, EBM y fusión de lecho de polvo por láser. |
| ¿Cuál es el precio típico de Ti64? | Según el proveedor y las especificaciones, oscila entre $80 y $200 por kg. |
| ¿Existe algún problema medioambiental con Ti64? | El proceso de producción puede ser energético |
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