Propiedades únicas del titanio
La resistencia general a la corrosión ya ha sido discutida. Con respecto al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC), las aleaciones comerciales de titanio puro y la mayoría de las aleaciones de titanio son realmente inmunes, a menos que aparezcan grietas nuevas y agudas en presencia de tensión. Si el titanio se rompe en el aire, el óxido protector se reformará inmediatamente y es posible que no se produzca SCC. Por ejemplo, si se inician grietas en el agua de mar, el SCC puede ocurrir en ciertas aleaciones de alta resistencia o grados de alto oxígeno de titanio puro comercial. Incluso en este caso, SCC se puede aliviar si las piezas no se cargan inmediatamente. Los resultados de Dawson y Pelou4 muestran que mientras la intensidad de la tensión sea inferior al umbral de corrosión por tensión, el crecimiento de grietas por fatiga de Ti-6Al-6V-2Sn se puede reducir durante las pruebas de baja frecuencia. Esto se debe a la re-pasivación (reforma de óxidos) en el agua de mar de menor frecuencia, y no hay tiempo suficiente para que esto suceda a frecuencias más altas.
El módulo de la aleación ß se puede cambiar significativamente. La resistencia a la tracción de Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn con un 60% de trabajo en frío es de aproximadamente 1,070 MPa y el módulo es de aproximadamente 76-83 GPa. Cuando se envejece a 480 ° C, la fuerza y el módulo son ~ 1,515 MPa y 103 GPa, respectivamente. La aleación de titanio que contiene Nb, Zr y Ta desarrollada para la industria médica se llama metal coloidal. Dependiendo de la orientación y la tecnología de procesamiento, su módulo elástico es tan bajo como 40-50 GPa. Estos módulos están cerca de los huesos, lo que los hace ideales para aplicaciones protésicas. El trabajo en frío reduce el módulo al tiempo que aumenta la resistencia. 5
La estructura cristalina de la fase hexagonal cerrada (HCP) tiene un efecto muy significativo en el rendimiento en diferentes direcciones. Larson6 simuló el módulo de un monocristal de titanio puro comercial y determinó que cuando se aplica una fuerza a lo largo de la base, el módulo es de aproximadamente 144 GPa, pero cuando es ortogonal a la base, el módulo es de aproximadamente 96 GPa. Recientemente, se ha observado que la diferencia en la resistencia a la tracción final entre las direcciones longitudinal y transversal de la tira laminada (que también es un indicador de textura cristalina) es de aproximadamente 205 MPa, y el laminado continuo en una dirección producirá una textura fuerte.
Aunque el efecto Bauschinger no es necesariamente único, parece tener una influencia más fuerte en las aleaciones de titanio que en otros sistemas de aleación. Esto se debe al número limitado de sistemas de deslizamiento en la fase hexagonal de α de baja temperatura cerrada (HCP). Si la muestra de tracción se estira en el estado de tracción y la prueba se detiene antes de la falla, y la muestra comprimida se retira de la longitud del medidor de la muestra de tracción, se observa una disminución significativa en el límite elástico. Una tensión de tracción del 0,5% a temperatura ambiente puede reducir el rendimiento de compresión en un 30%. Esto se debe al hecho de que las dislocaciones en el material siguen el mismo camino de deslizamiento y se mueven en direcciones opuestas, lo que significa que las barreras de dislocación no tienen que superarse en las primeras etapas de la deformación. Si aplica tensión a una muestra comprimida y luego extrae la muestra de tracción de su longitud de calibre, se observará el mismo fenómeno. Este efecto se puede eliminar o aliviar mediante moldeo a alta temperatura o posterior recocido. Por lo tanto, al menos en la industria aeroespacial, cuando se forman piezas de titanio, posteriormente se recocen para evitar esta drástica reducción del rendimiento. No afecta a la resistencia a la tracción final.
La fragilidad de los metales sólidos siempre ha sido un problema del titanio y sus aleaciones. El ejemplo más destacado es el cadmio. Esto sucede requiere contacto cercano (forzar el titanio en cadmio y viceversa) y una alta tensión de tracción.
