El titanio es un metal estructural de alta resistencia, buena resistencia a la corrosión y alta resistencia al calor. Se desarrolló en la década de 1950, y entre 1950 y 1960, se desarrollaron principalmente aleaciones de titanio de alta temperatura para motores de aeronaves y aleaciones de titanio estructural para fuselajes.
En la década de 1970 se desarrollaron diversas aleaciones de titanio resistentes a la corrosión. Desde la década de 1980, se han seguido desarrollando aleaciones de titanio resistentes a la corrosión y de alta resistencia. Las aleaciones de titanio se utilizan principalmente para fabricar piezas de compresores de motores de aeronaves, seguidas de cohetes, misiles y piezas estructurales de aeronaves de alta velocidad.
Cabe mencionar que la aleación de titanio se obtiene combinando titanio con otros elementos. Debido a las limitaciones de la tecnología de procesamiento e incluso de las materias primas, la producción de aleaciones de titanio siempre está a cargo de fabricantes altamente cualificados en algunos países como Japón, Rusia, Estados Unidos, Francia, etc.
En comparación con otros productos de titanio, la industria de las aleaciones de titanio tuvo un inicio tardío en China, por lo que su desarrollo inicial fue lento. Sin embargo, actualmente su ritmo de desarrollo es estable. Gracias al esfuerzo continuo de los científicos chinos, se han logrado importantes avances en la producción de aleaciones de titanio. Por lo tanto, se puede afirmar con certeza que el monopolio industrial parece haberse roto y que las unidades chinas parecen haber alcanzado la autosuficiencia.

La industria de las aleaciones de titanio ha entrado en la fase de producción en masa. Por lo tanto, gracias a los avances logrados en esta industria, la capacidad de producción de titanio esponjoso ha mejorado considerablemente. Por ello, China ha comenzado a construir numerosas líneas de producción de aleaciones de titanio.

1. Aplicación de la aleación de titanio en aeronaves.

Se utiliza principalmente en la fabricación de aeronaves y motores, como ventiladores de titanio forjado, discos y álabes de compresores, capós, escapes y otros componentes estructurales como vigas de aeronaves. Las naves espaciales utilizan principalmente la alta resistencia específica, la resistencia a la corrosión y la resistencia a bajas temperaturas de las aleaciones de titanio para fabricar diversos recipientes a presión, tanques de combustible, fijaciones, bandas de instrumentos, armazones y cajas de cohetes. Las piezas soldadas de láminas de aleación de titanio también se utilizan en satélites terrestres artificiales, módulos lunares, naves espaciales tripuladas y transbordadores espaciales.

2. Razones por las que las aleaciones de titanio se utilizan ampliamente en la aviación

La velocidad máxima de los aviones modernos alcanza 2,7 veces la velocidad del sonido. Un vuelo supersónico tan rápido provoca rozamientos en el aire y genera mucho calor. Cuando la velocidad de vuelo alcanza 2,2 veces la velocidad del sonido, la aleación de aluminio no la soporta. Se deben utilizar aleaciones de titanio resistentes a altas temperaturas.

Cuando la relación de empuje de un motor aeronáutico aumentó de 4 a 6, de 8 a 10, y la temperatura de salida del compresor aumentó de 200 a 300 °C a 500 a 600 °C, los discos y álabes del compresor de baja presión se fabricaron originalmente con aleación de aluminio y titanio.

3. Análisis de las características de procesamiento de la aleación de titanio.

En primer lugar, la conductividad térmica de las aleaciones de titanio es muy baja: solo 1/4 de la del acero, 1/13 de la del aluminio y 1/25 de la del cobre. Debido a la lenta disipación del calor en la zona de corte, el equilibrio térmico no es favorable. Durante el proceso de corte, la disipación del calor y el enfriamiento son muy deficientes, y se generan altas temperaturas con facilidad en la zona de corte. Tras el mecanizado, la pieza se deforma considerablemente, lo que aumenta el par de la herramienta de corte y acelera el desgaste del filo. Esto reduce la durabilidad.

En segundo lugar, la baja conductividad térmica de la aleación de titanio dificulta la irradiación del calor de corte en una zona pequeña cerca del filo, aumenta la fricción en la cara de ataque, dificulta la extracción de virutas y dificulta la emisión de calor durante el corte, lo que acelera el desgaste de la herramienta. Finalmente, las aleaciones de titanio presentan una alta actividad química y se procesan fácilmente a altas temperaturas con materiales de herramienta para formar soluciones y extenderse, lo que puede provocar adherencias, quemaduras y cortes.

Las ventajas de las aleaciones de titanio

Las aleaciones de titanio parecen tener muchas ventajas. Veamos algunas.

Alta resistencia

Al comparar estas aleaciones con el hierro y el acero, se observa que parecen tener una resistencia muy alta. También son una mejor opción para usarlas en componentes que requieren rigidez y resistencia por igual. Por ello, se utilizan en sectores como el aeroespacial, el militar e incluso el petrolero.

La resistencia térmica

La siguiente ventaja es que las aleaciones de titanio poseen una buena resistencia térmica. Incluso cuando la temperatura supera los cinco grados Baidu, la aleación se mantiene estable y su resistencia específica no disminuye drásticamente.

Alta dureza

Otra ventaja es que no se deforma fácilmente y tiene una buena dureza. Por lo tanto, incluso al chocar con otros metales, su forma no se deforma.

Resiliencia a bajas temperaturas

Incluso a bajas temperaturas, las propiedades mecánicas de la aleación se mantienen en óptimas condiciones. Son tenaces y su resistencia aumenta en comparación con la temperatura normal.

Fuerte resistencia a la corrosión

Al estar presente en el aire a temperatura ambiente, se forma una fina capa sobre la aleación de titanio, lo que ayuda a prevenir la corrosión.

Rendimiento tecnológico

Presentan buena plasticidad y gran capacidad elastoplástica. Por supuesto, resultan muy útiles para diversos usos comerciales.

Coeficiente de expansión

El titanio tiene un bajo coeficiente de expansión, por lo que las herramientas se adaptan con mayor facilidad a las fluctuaciones de temperatura.

No magnético

Debido a su naturaleza no magnética, algunos de los mejores equipos de combate militares hacen uso de estas aleaciones.