Titanio (Ti), elemento químico de número atómico 22 situado en el grupo 4 de la tabla periódica. Cuarto material metálico más abundante en la corteza terrestre. Encontrada en forma de óxido (escoria, cenizas). Obtención costosa (uso limitado).

Ti, elevada facilidad para formar soluciones sólidas por inserción con otros elementos. Metal de color gris oscuro, gran dureza, resistente a la corrosión y propiedades físicas parecidas a las del acero. Estructura hexagonal compacta, duro, refractario, buen conductor de la electricidad y el calor. Metal ligero que presenta polimorfismo.

Elementos α- estabilizadores Elementos neutros Elementos β- estabilizadores Β-isomorfosΒ-eutectoides Al, Ga, O, CZr, Sn, SiMo, W, V, Ta, NbCu, Mn, Cr, Fe, Co, Ni, H Tipo de aleación Α α + β Β Casi αCasi β Mejor: Densidad Respuesta al tratamiento térmico Resistencia a la tracción Conformabilidad Mejor: Comportamiento a la fluencia Resistencia a la corrosión Soldabilidad

P ROPIEDADES F ÍSICAS Densidad4510fg/m 3 Punto de fusión1668ºC Módulo elástico GPa Coeficiente de Poisson0.33 Resistencia mecánica234MPa Límite elástico138Mpa Elongación54% Coeficiente de expansión térmica8-10 x K -1

Dependen de su pureza. Ti puro, muy dúctil y resistencia a la tracción es relativamente baja. Definidos varios grados de titanio comercialmente puro en función del contenido de oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y carbono.

Elementos de aleación del Ti producen: En solución sólida, aumento de su resistencia. Mejoran la posibilidad de realizar tratamientos térmicos. Empeoran la resistencia a la corrosión. Pueden formar solución sólida con grandes cantidades de soluto (aleantes tipo A. Pueden formar compuestos de solubilidad muy limitada (aleantes tipo B).

Transformaciones de fase de las aleaciones de Titanio La existencia de la transformación α→β en el enfriamiento hace posible la obtención de distintas estructuras. Mediante temple pueden obtenerse estructuras martensíticas, aunque el endurecimiento conseguido es inferior a las del acero.

Aleaciones de Tipo α. Típica: Ti-5Al-2,5Sn Endurecimiento por solución sólida. Buen comportamiento frente a la fluencia y a la oxidación ºC. Soldabilidad aceptable. Pueden ser templadas pero su dureza no mejora apenas.

Aleaciones de Tipo β. Típica: Ti-13V-11Cr-3Al Endurecimiento mayor por permitir mayor cantidad de aleantes. Excesiva cantidad de aleantes puede producir segregación. Muy buena Forjabilidad.

Aleaciones de Ti α + β. Típica: Ti-6Al-4V → en estado de forja, presenta muy buena ductilidad, tenacidad a la fractura y resistencia a la fatiga. Mejor resistencia en frío y fragilidad. Comportamiento superplástico a bajas velocidades de deformación a temperaturas ≈800ºC.

Titanio puro AleaciónDescripción de la aleaciónFormas disponiblesAplicaciones típicas Titanio de grado 1 Grado de titanio no aleado, el más suave y de menor resistencia, con la más alta ductibilidad, formabilidad en frío y dureza ante impactos, con excelente resistencia a la reducción ligera ante medios de alta oxidación con o sin cloruros y alta soldabilidad. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Placa, Banda, Tubos soldados, Tubería soldada, Cable* AC, CG, CP, DS, HE, HR, FP, MI, PB, NS Titanio de grado 2 Titanio no aleado de resistencia moderada con excelente soldabilidad, formabilidad en frío y fabricabilidad; grado de titanio de "distribución" y "de uso común" para servicio industrial con excelente resistencia a la reducción ligera ante medios de alta oxidación con o sin cloruros. Aprobado para ser utilizado en servicios ácidos conforme a la norma MR de NACE. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Placa, Banda, Tubos soldados, Tubería soldada, Tubos sin costura*, Cable*, Hoja* AC, AD, AP, AR, CG, CP, DS, FP, HE HR, MI, NS, PB, PP, OP, SR Titanio de grado 3 Versión ligeramente más resistente de titanio de grado 2 con una resistencia similar a la corrosión y una correcta soldabilidad y razonable ductibilidad/formabilidad en frío. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Placa, Banda, Tubos soldados, Tubería soldada CP, NS, PP Titanio de grado 4Versión mucho más resistente y altamente intersticial de titanio de grados 2 y 3 con una razonable soldabilidad y una formabilidad en frío y ductibilidad reducidas. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Placa, Banda AC, AD, CP

Aleaciones de Ti α AleaciónDescripción de la aleaciónFormas disponiblesAplicaciones típicas Ti-0.3Mo-0.8Ni [Ti-12] (Grado 12) Aleación de titanio altamente soldable y fabricable que ofrece una mejora en la resistencia, tolerancias en el diseño del código de presión y corrosión por cavitación con salmuera caliente y que reduce la resistencia a los ácidos en comparación con el titanio de grados 1, 2 y 3. Aprobado para ser utilizado en servicios ácidos conforme a la norma MR de NACE. Lingote/Tocho, Palanquilla, Tubería soldada, Placa, Banda, Tubos soldados, Tubería sin costura, Cable* CP, DS, GB, HE, HR, OP Ti-3Al-2.5V [Ti-3-2.5] (Grado 9) Aleación de titanio de mediana resistencia que no puede estabilizarse y que ofrece la mayor resistencia y tolerancias en el diseño conforme al código de recipientes bajo presión, con una correcta soldabilidad y fabricabilidad en frío respecto de la ligera reducción ante medios de oxidación leve. Lingote/Tocho, Palanquilla, Tubería soldada, Placa, Banda,Tubos soldados, Hoja*,tubos sin costura*, Cable* AD, CG, NS, SR Ti-3Al-2.5V-Pd [Ti Pd] (Grado 18) Versión mejorada con Pd de Ti-3Al-2.5V con propiedades mecánicas y físicas y fabricabilidad equivalentes, que ofrece una resistencia elevada para diluir la reducción de ácidos y la corrosión por cavitación en medios (salmuera) de halogenuro caliente. Lingote/Tocho, Palanquilla, Tubería soldada, Placa, Banda, Tubos soldados, Tubería sin costura CP, GB, HE, OP, PD Ti-3Al-2.5V-Ru [Ti Ru] (Grado 28) Versión mejorada con Ru de Ti-3Al-2.5V con propiedades mecánicas y físicas y fabricabilidad equivalentes, que ofrece una resistencia elevada para diluir la reducción de ácidos y la corrosión por cavitación en medios (salmuera) de halogenuro caliente. Aprobado para ser utilizado en servicios ácidos conforme a la norma MR de NACE. Lingote/Tocho, Palanquilla, Tubería soldada, Placa, Banda, Tubos soldados, Tubería sin costura, Cable* CP, GB, HE, OP, PD

AleaciónDescripción de la aleaciónFormas disponiblesAplicaciones típicas Ti-5Al-2.5Sn [Ti-5-2.5] (Grado 6) Aleación soldable de alta resistencia que no puede estabilizarse y que ofrece una correcta resistencia ante deformaciones, oxidación, fuerza y estabilidad a altas temperaturas. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Lámina GT Ti-5Al-2.5Sn ELI [Ti ELI] Versión intersticial extra baja de Ti-5Al-2.5Sn que muestra una excelente combinación de dureza y resistencia a temperaturas criogénicas; adaptada para el uso de recipientes criogénicos a temperaturas tan bajas como -255 °C. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla SS Ti-8Al-1Mo-1V [Ti-8-1-1] Aleación de titanio altamente resistente a las deformaciones, soldable, de alta resistencia que no puede estabilizarse y que puede utilizarse con una temperatura de hasta 455 °C; lo que muestra la densidad más baja y el módulo más alto de todas las aleaciones comerciales de titanio. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Lámina GT Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo- 0.1Si [Ti S] Aleación de titanio soldable de alta resistencia que ofrece una excelente fuerza, estabilidad y resistencia a las deformaciones a temperaturas tan altas como 550 °C. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Lámina AF, AU, GT Aleaciones de Ti α

Aleaciones de Ti β AleaciónDescripción de la aleaciónTipos disponiblesAplicaciones típicas Ti-10V-2Fe- 3Al [Ti ] Aleación de titanio tratable con calor, de profunda templabilidad y muy alta resistencia que presenta combinaciones de resistencia/dureza y fatiga superiores, con una excepcional capacidad de forjadura de troqueles en caliente, pero con soldabilidad limitada. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla AF, LG Ti-3Al-8V- 6Cr-4Zr-4Mo [Ti Beta-C] (Grado 19) Aleación de titanio tratable con calor, de profunda templabilidad en tramos y muy alta resistencia que presenta correctas propiedades de dureza/resistencia, módulo elástico bajo y una elevada resistencia a la tensión y a la corrosión localizada en salmueras ácidas y dulces de alta temperatura. Aprobado para ser utilizado en servicios ácidos conforme a la norma MR de NACE. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Tubería sin costura, Cable* GB, LG, NS, PD, SS Ti-3Al-8V- 6Cr-4Zr- 4Mo-0.05Pd [Ti Beta- C/Pd] (Grado 20) Versión con contenido de Pd de la aleación de Ti (Beta-C/Pd) que presenta propiedades físicas y mecánicas equivalentes, pero con una significativa mejora en la resistencia a la tensión y a la corrosión localizada en salmueras a alta temperatura. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Tubería sin costura GB, NS, PD

Aleaciones de Ti α+β AleaciónDescripción de la aleaciónTipos disponiblesAplicaciones típicas Ti-6Al-4V [Ti-6-4] (Grado 5) Aleación de titanio más disponible en términos comerciales, altamente resistente y tratable con calor (aleación de "distribución" para aplicaciones aeroespaciales) para utilizar con temperaturas de hasta 400 °C que ofrece una excelente combinación de alta resistencia, dureza y ductibilidad junto con una correcta soldabilidad y fabricabilidad. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Placa, Lámina, Tubería sin costura, Cable*, Tubos sin costura*, Hoja* AD, AF, AU, BA, CG, GT, HE, LG, NS, PD, SR, SS Ti-6Al-4V ELI [Ti-6-4 ELI] Grado 23 Versión intersticial extra baja de Ti-6Al-4V que ofrece una mejora en la ductibilidad y dureza ante fracturas en entornos de aire y agua salada, junto con una excelente dureza, resistencia y ductibilidad en servicios criogénicos a temperaturas tan bajas como -255 °C. Por lo general, se la utiliza en condiciones sin estabilizar para lograr la máxima dureza. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Placa, Lámina, Cable*, Tubería sin costura, Hoja* AF, MI, BA, NS, OP, SS Ti-6Al-4V-0.1Ru [Ti-6-4-Ru] Grado 29 Versión intersticial extra baja con contenido Ru de Ti-6Al-4V que ofrece una mejora en la dureza ante fracturas en aire, agua de mar y salmueras, junto a la resistencia ante la corrosión localizada en salmueras dulces, ácidas y agrias con temperaturas tan altas como 330 °C. Aprobado para ser utilizado en servicios ácidos conforme a la norma MR de NACE. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Placa,Lámina, Tubería sin costura, Cable* CP, DS, GB, OP, PD Ti-6Al-7Nb Aleación de titanio de alta resistencia con una correcta dureza y ductilidad que se utiliza fundamentalmente para implantes médicos que derivan de su excelente biocompatibilidad. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Cable* MI

Aleaciones de Ti α+β Aleación 0Descripción de la aleaciónTipos disponibles Aplicaciones típicas Ti-6Al-6V-2Sn [Ti-6-6-2] Aleación de titanio de alta resistencia y tratable con calor con una mayor resistencia y templabilidad en tramos que Ti-6Al-4V, pero con una ductilidad y dureza menor y una soldabilidad limitada. Puede utilizarse en forma recocida de fábrica o en condiciones de estabilidad (muy alta resistencia). Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Placa, Lámina AF Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo [Ti ] Aleación de titanio tratable con calor, con profunda templabilidad y de muy alta resistencia con una mejora en la resistencia a temperaturas tan altas como 450 °C, con limitada soldabilidad. Aprobadopara ser utilizado en servicios ácidos conforme a la norma MR de NACE. Lingote/Tocho, Barra*, PalanquillaGT Ti-4Al-4Mo-2Sn- 0.5Si [Ti-550] Aleación de forjadura tratable con calor y de alta resistencia con una correcta fuerza y resistencia a las deformaciones a temperaturas tan altas como 400 °C. Lingote/Tocho, Barra*, PalanquillaGT Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo- 2Cr-0.15Si [Ti ] Aleación de titanio tratable con calor de alta resistencia con propiedades de dureza a resistencia ante fracturas y resistencia que son superiores a aquellas de Ti-6Al-4V, con excelente formabilidad superplástica y estabilidad térmica. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Placa, Lámina, Cable* AF, SS Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe [SP-700] Aleación de titanio tratable con calor y de alta resistencia con una fuerza superior y una excepcional formabilidad superplástica y caliente en comparación con Ti-6Al-4V, combinada con una correcta ductilidad y resistencia a la fatiga. Lingote/Tocho, Barra*, Palanquilla, Placa, Lámina AF, CG, GT, SR, SS Ti-5Al-4Cr-4Mo-2Sn- 2Zr [Ti-17] Aleación de titanio tratable con calor, de profunda templabilidad en tramos y muy alta resistencia con una fuerza y resistencia a las deformaciones superior a las de Ti-6Al-4V a temperaturas tan altas como 400 °C y limitada soldabilidad. Lingote/Tocho, Barra*, PalanquillaGT

Fundición La fundición de piezas de titanio se realiza cuando se trata de piezas de diseño complejo que hace difícil el forjado o mecanizado de las mismas.

Mecanizado El mecanizado de piezas de titanio en máquinas herramientas normales se realiza en condiciones parecidas a las que se utiliza para mecanizar acero o aleaciones de aluminio.

Moldeo Debido a la afinidad del titanio líquido por el oxígeno, nitrógeno e hidrógeno, así como la reactividad con los crisoles y moldes, se requiere fusión en vacío y crisoles de grafito.

Pulvimetalúrgia La pulvimetalurgia del titanio se utiliza para la fabricación de piezas complejas de espesores muy pequeños, por ejemplo menores de 1 mm, donde se exijan acabados superficiales muy finos.

Forja Para la conformación de piezas de titanio por forjado se pueden utilizar las técnicas y herramientas convencionales que se utilizan para el forjado de piezas de acero.

Soldadura Fricción. Soldadura con rayo de electrones, por rayo láser, plasma, puntos, arco con electrodo consumible o no. Procesos por fusión, control con atmósfera inerte o en vacío. No fundentes.

Reducir las tensiones residuales producidas en el proceso de fabricación. Conseguir una adecuada combinación de ductilidad, maquinabilidad, estabilidad dimensional y estructural. Incrementar resistencia por medio de procesos de revenido y recocido. Optimizar propiedades particulares como la resistencia a la fractura, la resistencia a la fatiga o la resistencia a la fluencia a alta temperatura.

Recocido contra Acritud

Tratamientos térmicos Recocido Mill-annealing Doble recocido Derecristalización β Revenido Se calienta la estructura obtenida por enfriamiento rápido a una alta temperatura (550ºC en aleaciones α/β), a las que las martensitas de la estructura sufren diversas transformaciones (revenido) al igual que la fase βretenida, obteniéndose con ello una alta resistencia.

Aplicaciones biomédicas: titanio quirúrgico El titanio es un metal compatible con los tejidos del organismo humano que toleran su presencia sin reacciones alérgicas del sistema inmunitario.

Industria energética El titanio es muy utilizado en la construcción de sistemas de intercambio térmico en las centrales térmicas eléctricas, debido principalmente a sus características de resistencia mecánica y químicas.

Industria automovilística Un sector nuevo se ha incorporado a la fabricación de componentes de titanio, donde las empresas automovilísticas están incorporando componentes de titanio en los vehículos que fabrican.

Industria militar El titanio se emplea como material de blindaje, en la carrocería de vehículos ligeros, en la construcción de submarinos nucleares y en la fabricación de misiles.

Industria aeronáutica y espacial Debido a su fuerza, baja densidad y el que puede soportar temperaturas relativamente altas, las aleaciones de titanio se emplean en aviones y cohetes espaciales.

Construcción naval La propiedad que tiene el titanio de ser resistente a la corrosión permite que algunas de sus aleaciones sean muy utilizadas en construcción naval porque el contacto con el agua salada no le afecta.

Industria relojera Los relojes deportivos que requieren un material resistente a menudo usan el titanio, un metal fuerte, blanco.

Joyería Metal seminoble en el ámbito de la joyería y de la bisutería. Para mejorar el aspecto superficial del titanio se le somete a diferentes tipos de procesos. Instrumentos deportivos Se producen actualmente distintos productos de consumo deportivo como palos de golf, bicicletas, cañas de pescar, etc.

Decoración También se han empleado láminas delgadas de titanio para recubrir algunos edificios.