¿Cuáles son los usos del metal titanio?
Jan 26, 2024
Estructuras aeroespaciales y de defensa
La aleación de titanio combina una alta relación entre resistencia-y-peso con un buen rendimiento ante la fatiga y una capacidad de temperatura moderadamente elevada-, por lo que se utiliza para estructuras de aviones, componentes de motores y hardware de cohetes. Las láminas y placas de grado 5 (Ti-6Al-4V), especificadas según ASTM B265 con una resistencia a la tracción mínima de 895 MPa, son la selección estándar para accesorios de alas y fuselajes, mientras que las barras y el material forjado siguen ASTM B348. El titanio también se utiliza para tanques de almacenamiento de combustible y oxidantes, botellas de gas de alta presión y partes estructurales de misiles, y se ha aplicado a receptores de armas pequeñas, placas base de morteros y tubos de lanzamiento de rifles sin retroceso, donde el bajo peso y la resistencia a la corrosión importan más que el costo.
Planta Química, Petroquímica y Desaladora
En las industrias química y del petróleo, el titanio se utiliza en reactores, intercambiadores de calor, columnas de destilación, tuberías, bombas y válvulas que manipulan cloruros, ácidos oxidantes y agua de mar. La opción estándar es lámina de grado 2 y tubo soldado según ASTM B338; El grado 7 con adición de paladio se utiliza para reducir la carga ácida; y la tubería sin costura se compra según ASTM B861. Los condensadores de las centrales eléctricas y de desalinización utilizan tubos de titanio soldados de pared delgada- porque el espesor de pared necesario es una fracción del requerido en las aleaciones de cobre, por lo que el mayor precio del metal se compensa en parte con un menor peso del tubo y una vida útil más larga.
Generación de Energía, Electrodos y Control Ambiental
El metal de titanio es un material de electrodo eficaz en procesos electroquímicos, particularmente cuando se utilizan ánodos dimensionalmente estables con un recubrimiento de óxido metálico mixto sobre un sustrato de titanio. Los electrodos de este tipo se encuentran en celdas cloro-alcalinas, líneas de galvanoplastia, sistemas de protección catódica y celdas de tratamiento de agua, y el titanio también se usa en condensadores y equipos de control de la contaminación ambiental donde los gases de combustión o el agua de proceso transportan cloruros. La resistencia del titanio al hipoclorito lo hace preferible al acero inoxidable en estas tareas.
Dispositivos médicos e implantes
El titanio comercialmente puro se utiliza para articulaciones artificiales, placas óseas, tornillos, accesorios dentales, instrumentos quirúrgicos y carcasas de implantes. Los grados no aleados para implantes se especifican según ASTM F67, que limita el oxígeno al 0,18 por ciento para el Grado 1 y al 0,40 por ciento para el Grado 4, mientras que la versión intersticial extra-baja- de Ti-6Al-4V está cubierta por ASTM F136 con límites más estrictos de oxígeno, nitrógeno, hierro, carbono e hidrógeno. Las aleaciones con memoria de forma de níquel-titanio se utilizan en stents, alambres guía y arcos de alambre de ortodoncia, en instrumentación y en actuadores donde se requiere una temperatura de transformación controlada.
Usos industriales, metalúrgicos y de consumo.
Más allá de las aplicaciones principales, el titanio se consume como complemento de desoxidación y aleación en aceros inoxidables y aleados, donde estabiliza el carbono y mejora la resistencia a la corrosión intergranular. El dióxido de titanio sigue siendo el pigmento blanco más importante para pinturas, revestimientos, plásticos y papel, y el carburo de titanio y el hidruro de titanio se utilizan como materias primas para los carburos cementados y como alimento para la pulvimetalurgia. Las películas de nitruro de titanio, de apariencia similar al oro, se aplican mediante deposición física de vapor para herrajes decorativos, herramientas de corte y superficies de desgaste. El titanio también se utiliza en forma disuelta para fijar el color en textiles y cuero, y en pequeñas cantidades en equipos marinos, automotrices y deportivos.
Preguntas frecuentes
Q:¿Qué grado de titanio se utiliza más en el sector aeroespacial?
A: Grado 5 (Ti-6Al-4V), suministrado como lámina y placa según ASTM B265 y como barra y material de forja según ASTM B348, con una resistencia a la tracción mínima de 895 MPa.
Q:¿Para qué se utiliza el titanio en la industria química?
R: Reactores, intercambiadores de calor, columnas de destilación, tuberías, bombas y válvulas que manejan cloruros, ácidos oxidantes y agua de mar, generalmente de Grado 2 o Grado 7.
Q:¿Por qué la planta desalinizadora utiliza tubos de titanio?
R: Debido a que se necesita una pared mucho más delgada que con las aleaciones de cobre, la planta es más liviana y el tubo dura mucho más en agua de mar que contiene cloruro-.
Q:¿Qué normas cubren el titanio para implantes quirúrgicos?
R: ASTM F67 para titanio sin alear y ASTM F136 para Ti-6Al-4V intersticial extra-bajo-, con ISO 5832 partes 2 y 3 como equivalentes internacionales.
Q:¿Se utiliza titanio en la fabricación de acero?
R: Sí, como desoxidante y como añadido estabilizador en aceros inoxidables y aleados, donde se combina con el carbono para evitar la corrosión intergranular.
Q:¿Qué le da al nitruro de titanio su color dorado?
R: El recubrimiento es un compuesto cerámico aplicado mediante deposición física de vapor; su color es cercano al dorado, por lo que se utiliza para artículos decorativos y herramientas resistentes al desgaste-.
