Tratamiento térmico de titanio y aleaciones de titanio (2)

(Continuado)

Tipos de aleaciones y respuesta al tratamiento térmico

La respuesta del titanio y de las aleaciones de titanio al tratamiento térmico depende de la composición del metal y de los efectos de los elementos de aleación sobre la transformación cristalina del titanio. Además, no todos los ciclos de tratamiento térmico son aplicables a todas las aleaciones de titanio, porque las distintas aleaciones están diseñadas para diferentes propósitos.
Según los tipos y cantidades de elementos de aleación que contienen, las aleaciones de titanio se clasifican en aleaciones, casi, - o aleaciones. Las aleaciones de titanio alfa y casi alfa pueden aliviarse y recocerse, pero no se puede desarrollar una alta resistencia en estas aleaciones mediante ningún tipo de tratamiento térmico (como el envejecimiento después de un tratamiento beta de solución y enfriamiento).
Las aleaciones básicas alfa, casi alfa, alfa-beta y beta tienen respuestas de tratamiento térmico en sintonía con la microestructura (fases y distribución) que se pueden producir, que es una función de la composición química.

Alfa, casi alfa: debido a que las aleaciones alfa sufren pocos cambios de fase, su microestructura no puede manipularse mucho mediante tratamiento térmico. En consecuencia, no se puede desarrollar una alta resistencia en las aleaciones alfa mediante tratamiento térmico. Sin embargo, algunas aleaciones casi alfa, como Ti-8Al-1Mo-1V, pueden tratarse con solución y envejecerse para desarrollar resistencias más altas. Tanto las aleaciones de titanio alfa como las casi alfa pueden aliviarse de tensiones y recocerse.

Alfa-beta: las aleaciones alfa-beta constituyen la clase más grande de aleaciones de titanio. Las microestructuras se pueden alterar sustancialmente trabajando (forjando) y/o tratándolas térmicamente por debajo o por encima del transo beta. Las composiciones, tamaños y distribuciones de fases en estas aleaciones de dos fases se pueden manipular dentro de ciertos límites. Como resultado, las aleaciones alfa-beta se pueden endurecer mediante tratamiento térmico y se utiliza tratamiento con solución más envejecimiento para producir resistencias máximas. También se pueden aplicar a estas aleaciones otros tratamientos térmicos, incluido el alivio de tensiones.

Aleaciones beta: en las aleaciones beta comerciales (metaestables), se pueden combinar tratamientos de alivio de tensiones y de envejecimiento. Además, el recocido y el tratamiento con solución pueden ser operaciones idénticas.

Con respecto a sus efectos sobre la transformación alotrópica, los elementos de aleación del titanio se clasifican como estabilizadores o estabilizadores. Los estabilizadores alfa, como el oxígeno y el aluminio, elevan la temperatura de transformación. El nitrógeno y el carbono también son estabilizadores, pero estos elementos generalmente no se agregan intencionalmente en la formulación de aleaciones. Los estabilizadores beta, como manganeso, cromo, hierro, molibdeno, vanadio y niobio, reducen la temperatura de transformación y, dependiendo de la cantidad añadida, pueden dar lugar a la retención de alguna fase a temperatura ambiente.
Aleaciones Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr y Ti-6Al-2Sn{{7} }Zr-6Mo están diseñados para ofrecer resistencia en secciones pesadas.
Aleaciones Ti- 6Al-2Sn-4Zr-2Mo y Ti-6Al-5Zr-0.5Mo{{8 }}.2Si para resistencia a la fluencia.
Aleaciones Ti-6Al-2Nb-1 Ta-1Mo y Ti-6Al-4V, para resistencia a la corrosión bajo tensión en soluciones salinas acuosas. y para una alta tenacidad a la fractura.
Aleaciones Ti-5Al-2.5Sn y Ti-2.5Cu para soldabilidad
Aleaciones Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-4V y Ti-10V-2Fe{{ 7}}Al para alta resistencia a temperaturas bajas a moderadas.