- El titanio, con un número atómico de 22, se encuentra en la Tabla Periódica con el símbolo ‘Ti’.
- El titanio es un metal de transición plateado y lustroso que lleva el nombre de los Titanes de la mitología griega.
- Descubierto en 1791 en Cornwall, Gran Bretaña por William Gregor.
- El titanio es menos denso que el acero pero igual de fuerte.
- Clasificado en noveno lugar en la lista de los metales más abundantes en la tierra.
Las propiedades del titanio que lo hacen ideal para una amplia gama de aplicaciones son su alta relación resistencia-peso, ductilidad, resistencia a la corrosión y su compatibilidad con el tejido humano, lo que permite su uso en implantes médicos. El titanio es uno de los metales más fuertes debido a su resistencia al calor, al agua y a la sal, además de ser ligero, que son las principales razones por las que se utiliza en aplicaciones comunes como la joyería y en aplicaciones esenciales como implantes y la construcción de aviones y barcos.
Las aleaciones de titanio conservan las mismas propiedades que el titanio puro, pero añaden otras propiedades como la flexibilidad y la maleabilidad, lo que hace que las aleaciones de titanio sean más útiles que el titanio puro.
¿Cuál es el color del titanio?
El titanio tiene un color gris plateado o blanco plateado. Sin embargo, el titanio puede alcanzar todo el espectro de colores si se anodiza de maneras específicas. Al controlar el voltaje durante el proceso de anodización, se pueden obtener diferentes colores de titanio.
¿Cuál es el precio del titanio?
comparación con otros metales, el titanio tiende a ser más caro. Un kilogramo de acero inoxidable puede costar entre $1 y $1.50. El aluminio puede costar entre $2 y $2.50 por kilogramo. La misma cantidad de titanio puede costar entre $35 y $50. La gran diferencia en los costos es una de las razones por las que los fabricantes buscan alternativas al uso de titanio.
Lo que hace que el titanio sea más rentable que otros metales es su longevidad y propiedades excepcionales, que superan con creces las características de otros metales. Su uso puede aumentar el precio de un producto final, pero garantiza la larga vida y el excelente rendimiento del producto.
¿Cuáles son los grados comunes del titanio?
Existen varios grados y aleaciones diferentes de titanio. La lista a continuación describe con más detalle algunos grados comunes de titanio:
1. Grado 11
El Grado 11, también conocido como CP Ti-0.15Pd, es titanio comercialmente puro, similar al Grado 1 y Grado 2. El Grado 11 ofrece una mayor resistencia a la corrosión por grietas debido a la adición de paladio. También posee alta ductilidad, tenacidad al impacto y soldabilidad. El Grado 11 se utiliza comúnmente en el procesamiento y almacenamiento químico, conductos, bombas e intercambiadores de calor.
2. Grado 12 o Ti 0.3-Mo 0.8-Ni
El titanio grado 12, también conocido como Ti 0.3 Mo 0.8 Ni, es una aleación de titanio duradera, resistente a la corrosión y térmicamente estable, valorada por su soldabilidad y formabilidad. La aleación de titanio grado 12 contiene hasta un 99% de titanio, 0.6-0.9% de níquel, 0.2-0.4% de molibdeno, hasta 0.3% de hierro, hasta 0.25% de oxígeno y otros elementos. Debido a su durabilidad y resistencia a la corrosión, el grado 12 se utiliza comúnmente en componentes marinos como barcos o plataformas de perforación en alta mar, en la fabricación química y en intercambiadores de calor.
3. Grado 4
El titanio grado 4 es el titanio comercialmente puro más resistente. La resistencia del titanio grado 4 rivaliza con la del acero inoxidable y el acero de bajo carbono, lo que convierte al material en una alternativa más ligera. Debido a su resistencia y resistencia a la corrosión, el grado 4 se utiliza comúnmente en componentes aeroespaciales, de procesamiento químico y marinos, como estructuras de fuselaje e intercambiadores de calor.
4. Grado 5 o Ti 6Al-4V
El grado 5 es la aleación de titanio más comúnmente utilizada. Representa alrededor de la mitad de todo el titanio usado en el mundo. Tiene una resistencia excepcionalmente alta, resistencia al calor, capacidad para ser tratado térmicamente, formabilidad y resistencia a la corrosión. El grado 5 también es conocido como Ti 6Al-4V debido al porcentaje de aluminio y vanadio en la aleación. El titanio grado 5 contiene 88-90% de titanio, 5.5-6.75% de aluminio, 3.5-4.5% de vanadio y trazas de otros elementos, incluyendo hierro, oxígeno, carbono e hidrógeno. Debido a sus propiedades, el titanio grado 5 es muy buscado en la industria aeroespacial para fabricar motores y componentes estructurales. Además, Ti 6Al-4V se usa frecuentemente en piezas automotrices como resortes y sistemas de escape, así como en aplicaciones médicas como implantes articulares.
5. Grado 7
El grado 7 es una aleación de titanio que es casi idéntica al titanio de grado 2. La única diferencia entre el grado 7 y el grado 2 es la adición de paladio en las aleaciones de grado 7. La composición del titanio grado 7 es 99% titanio, 0.12-0.25% paladio, 0.3% hierro, 0.25% oxígeno y otros elementos. El grado 7 tiene la mayor resistencia a la corrosión de todas las aleaciones de titanio y presenta excelentes propiedades de soldabilidad y conformado. Debido a sus excelentes propiedades resistentes a la corrosión, el titanio grado 7 se utiliza a menudo en la fabricación química y en aplicaciones de desalinización.
6. Grado 1
El grado 1 es el grado de titanio puro más blando y dúctil. Por lo tanto, el titanio de grado 1 posee la mejor formabilidad entre los diferentes tipos de titanio. El titanio de grado 1 está compuesto por un 99% de titanio, 0.2% de hierro, 0.18% de oxígeno y trazas de otros elementos como nitrógeno, carbono e hidrógeno. A menudo se utiliza en recubrimientos, tuberías, tubos y otras aplicaciones donde la formabilidad y la soldabilidad son críticas, como en las industrias aeroespacial, automotriz y de generación de energía.
7. Grado 3
El grado 3 es el grado de titanio puro menos comúnmente utilizado. El grado 3 es más fuerte que el titanio de grado 1 y grado 2, pero también tiene una ductilidad y formabilidad ligeramente menores. El grado 3 se utiliza comúnmente en recipientes criogénicos, tubos de condensadores, intercambiadores de calor y otros equipos de procesamiento químico.
8. Grado 6 o Ti 5Al-2.5Sn
La aleación de titanio grado 6 contiene aproximadamente 5% de aluminio, 2.5% de estaño y 0.5% de hierro. La adición de aluminio y estaño mejora la resistencia a la fluencia y la estabilidad térmica del titanio. El grado 6 es preferido para temperaturas de servicio más altas alrededor de 900 °F, donde se utiliza frecuentemente en carcasas y anillos en motores de turbina, elementos estructurales y marcos en aeronaves, y piezas para procesamiento químico.
9. Grado 2
El Grado 2 es otro titanio comercialmente puro y es el grado comercialmente puro más utilizado. Al igual que otros grados de titanio comercialmente puro, contiene un 99% de titanio, pero se diferencia de otros grados puros en que contiene un 0,3% de hierro, un 0,25% de oxígeno y trazas de otros elementos. El mayor porcentaje de oxígeno permite que el titanio de Grado 2 sea más fuerte que el de Grado 1. Además, su ductilidad y soldabilidad hacen que el Grado 2 sea una aleación altamente versátil. El titanio de Grado 2 suele ser más asequible que otros grados de titanio porque se produce en grandes volúmenes para usos generalizados. El titanio de Grado 2 se utiliza a menudo en las industrias de generación de energía y petróleo como material de revestimiento debido a su resistencia a la corrosión.
10. Grado 23 o Ti 6AL-4V ELI
El titanio grado 23, también conocido como Ti 6Al-4V ELI debido a su composición química, tiene alta resistencia a la tracción y al límite elástico, tenacidad, ductilidad y soldabilidad. Su composición es de 88-90% titanio, 5.5-6.5% aluminio, 3.5-4.5% vanadio, 0.25% hierro, 0.13% oxígeno y otros elementos. El grado 23 se considera una versión más pura del titanio grado 5 y a menudo es la mejor opción para aplicaciones dentales y médicas. Por lo tanto, el titanio grado 23 se utiliza frecuentemente en reemplazos óseos y articulares, grapas quirúrgicas, clips de ligadura, implantes dentales y más.
¿Qué grado usamos para nuestros productos?
No existe un único grado de titanio "mejor", solo el más adecuado para cada aplicación. La mayoría de nuestros productos están fabricados con titanio de Grado 5 (Ti 6Al-4V), conocido por su resistencia y durabilidad. Para artículos relacionados con alimentos, como utensilios de cocina y tazas, utilizamos titanio de Grado 1, que cumple con las normas de seguridad alimentaria.
¿Cuáles son las características clave del titanio?
Las propiedades y características del titanio varían según el grado y la aleación particular. Sin embargo, algunas características generales del titanio se muestran en la lista a continuación:
- Resistente a la corrosión: El titanio es altamente resistente a la corrosión causada por el agua de mar, el cloro y muchos otros agentes corrosivos, lo que lo hace útil en aplicaciones marinas y de procesamiento químico.
- Ligero: El titanio tiene una baja densidad en comparación con muchos otros metales. Es ideal para su uso en estructuras y componentes ligeros en las industrias aeroespacial y automotriz.
- Alta Resistencia: La resistencia del titanio rivaliza con la del acero. Sin embargo, una estructura de titanio con una resistencia equivalente pesa aproximadamente un 45% menos que la estructura de acero correspondiente debido a la menor densidad del titanio. Debido a su alta resistencia y a su alta relación resistencia-peso, el titanio se utiliza a menudo en aplicaciones aeroespaciales, automotrices, médicas y marinas.
- Biocompatible: El titanio se considera el metal más biocompatible debido a su inercia, su resistencia a la corrosión por fluidos corporales, su capacidad para integrarse en el hueso (oseointegración) y su alto límite de fatiga cíclica. Esto hace que el titanio sea útil en implantes óseos, articulares y dentales.
- Resistente al calor: El titanio tiene baja conductividad térmica. Esto hace que el titanio sea ideal para aplicaciones de alta temperatura en mecanizado, naves espaciales, motores a reacción, misiles y automóviles.
- No magnético: El titanio es no magnético, pero se vuelve paramagnético en presencia de un campo magnético.
- Dúctil: El titanio es un metal dúctil cuya ductilidad mejora con el aumento de la temperatura. Además, la aleación de titanio con otros metales dúctiles como el aluminio mejora significativamente su ductilidad.
- Baja expansión térmica: El titanio tiene un bajo coeficiente de expansión térmica. A temperaturas extremas, el titanio no se expandirá ni contraerá tanto como otros materiales como el acero. Sus bajas propiedades de expansión térmica hacen que el titanio sea ideal para aplicaciones estructurales que experimentan altas temperaturas, como en la industria aeroespacial y naves espaciales, o en grandes edificios y rascacielos en caso de incendio.
- Excelente resistencia a la fatiga: El titanio tiene una excelente resistencia a la fatiga. Esto hace que el titanio sea ideal para aplicaciones aeroespaciales donde las partes estructurales de las aeronaves, como el tren de aterrizaje, los sistemas hidráulicos y los conductos de escape, están sometidas a cargas cíclicas.
¿Cuáles son los beneficios del titanio?
Algunos de los beneficios del titanio se enumeran a continuación:
- Alta Resistencia: El titanio tiene una excelente resistencia y es uno de los metales más fuertes de la tabla periódica. Posee una relación resistencia-peso extremadamente alta, incluso más que el aluminio. Su resistencia y su bajo peso hacen que el titanio sea una opción popular en muchas industrias y aplicaciones.
- Resistencia a la corrosión: El titanio es naturalmente resistente a la corrosión debido a su facilidad para reaccionar con el oxígeno. El óxido de titanio se forma en la superficie de la pieza cuando está expuesta al aire. Esta capa de óxido de titanio protege el resto del material de sustancias y ambientes corrosivos. Su resistencia a la corrosión hace que el titanio sea ideal para su uso en aplicaciones de construcción y marítimas.
- Biocompatible: El titanio es no tóxico y biocompatible tanto con humanos como con animales. Por lo tanto, el titanio se utiliza a menudo en la industria médica y dental, donde se emplea para implantes e instrumentos quirúrgicos y dentales.
- Punto de fusión alto: El titanio tiene un punto de fusión de alrededor de 3,034 °F. Esto hace que el titanio sea ideal para aplicaciones de alta temperatura como motores a reacción, cohetes, centrales eléctricas y fundiciones.
- Métodos de Fabricación Versátiles: Aunque el titanio es un metal excepcionalmente fuerte, es blando y dúctil. Esto permite que las piezas de titanio se fabriquen mediante una amplia variedad de procesos de manufactura, incluyendo mecanizado, conformado, laminado, fundición y soldadura.
¿Cuáles son las aplicaciones del titanio?
Las propiedades del titanio hacen que su uso sea común en una amplia gama de industrias y aplicaciones. Algunas aplicaciones del titanio se enumeran a continuación:
1. Joyería
El titanio se utiliza comúnmente en joyería para fabricar piercings, relojes de pulsera, collares, anillos y otros artículos debido a su durabilidad, ligereza y resistencia a la corrosión. Además, el titanio a veces se mezcla con oro para crear aleaciones de oro de 24 quilates que son más duras y duraderas que las alternativas de oro puro. Debido a su biocompatibilidad, el titanio es popular entre las personas que tienen alergias a otros metales que se encuentran comúnmente en la joyería, como el níquel.
2. Médico
El titanio es un metal altamente crítico en la industria médica debido a su alta resistencia, resistencia a la fatiga y biocompatibilidad. El titanio se utiliza a menudo en herramientas quirúrgicas y dentales, implantes y reemplazos articulares. La oseointegración, la capacidad de un hueso y un implante artificial para formar una conexión estructural y funcional, es posible con el titanio. La biocompatibilidad y no toxicidad del titanio permiten mejores resultados para los pacientes y implantes y prótesis duraderos y fuertes que pueden durar hasta 30 años.
3. Industrial
El titanio se utiliza comúnmente en una amplia gama de entornos industriales debido a su alta resistencia y resistencia a la fatiga, resistencia a la corrosión, ligereza y durabilidad. Los usos del titanio en entornos industriales incluyen intercambiadores de calor, tanques, reactores, válvulas, tuberías, bielas, bombas y más.
4. Aeroespacial
El titanio es una excelente opción para la fabricación de piezas y vehículos aeroespaciales y representa casi el 50% del peso total de una aeronave. A menudo se utiliza para fabricar piezas críticas como el tren de aterrizaje, las barreras cortafuegos y los sistemas hidráulicos. El titanio es valorado en la industria aeroespacial debido a su baja densidad, alta relación resistencia-peso, resistencia a la corrosión y resistencia a la fatiga.
5. Arquitectónico
El titanio es ideal para productos arquitectónicos debido a su ligereza, alta resistencia, resistencia a la corrosión y durabilidad. Aunque el acero sigue siendo preferido sobre el titanio para estructuras de edificios, el titanio se utiliza a menudo para marcos de vidrio, fachadas, techos, superficies interiores de paredes y techos debido a su resistencia a la corrosión y su alta relación resistencia-peso.
6. Compuestos
Los compuestos a base de titanio son materiales desarrollados recientemente que aprovechan las características de resistencia y peso del titanio para producir compuestos reforzados con fibras de titanio o partículas (polvo). Los compuestos de titanio exhiben mayor rigidez, resistencia al desgaste y resistencia que las aleaciones convencionales. Aunque los compuestos de titanio solo se han desarrollado desde el inicio del siglo XXI, están comenzando a implementarse en aplicaciones aeroespaciales y automotrices.
7. Industria Automotriz
El titanio se utiliza a menudo en la industria automotriz para fabricar piezas de motor, cigüeñales, asientos de válvulas, bielas, sistemas de escape, sistemas de suspensión y estructuras automotrices. El titanio es muy valorado en la industria automotriz debido a su baja densidad, alta relación resistencia-peso, resistencia a la corrosión y resistencia al calor. No solo estas características del titanio permiten mejorar la aerodinámica y el rendimiento, sino que su baja densidad y alta resistencia también conducen a un proceso de fabricación más rentable, ya que se utiliza menos material para satisfacer aplicaciones específicas.
8. Procesamiento Químico
El titanio se utiliza a menudo en la industria de procesamiento químico debido a su resistencia a la corrosión e inercia química. Aunque la reactividad del titanio aumenta significativamente a temperaturas más altas (>700 °F), el titanio generalmente es poco reactivo y estable a temperaturas más bajas. El titanio se usa frecuentemente en tuberías, bridas, tubos, tanques, bombas e intercambiadores de calor.
¿Qué es el proceso de anodizado de titanio?
La anodización del titanio es una forma popular de añadir colores brillantes a los proyectos de titanio. Además de añadir color, el titanio anodizado también ofrece resistencia al desgaste de la pieza. Los colores que se pueden lograr de esta manera abarcan las gamas de bronce, púrpura, azul, azul claro, dorado, rosa, magenta, verde azulado y verde.
Aunque esta gama ofrece muchas variaciones de color, ciertos colores, como el rojo, son imposibles de lograr mediante anodizado debido a las limitaciones del proceso de anodizado.
A continuación se muestra una tabla de colores de titanio anodizado junto con el voltaje utilizado para producir el color. El rango aquí es de 0 voltios a 100 voltios. El primer tornillo listado como '0' es el color predeterminado sin anodizar, por ejemplo.
El titanio se limpia y prepara mediante un proceso de limpieza que termina con un limpiador ultrasónico. Después de esto, las piezas se sumergen en un baño de ácido para preparar la superficie del titanio para el anodizado. El baño de ácido graba el titanio y permite obtener colores brillantes y vibrantes de manera constante.
Usando un voltaje de corriente continua (DC) y amperaje* (amperios) precisos, las piezas de titanio se colocan en un baño con corrientes tanto positivas como negativas que permiten que se forme el proceso de anodizado. Esto permite que el color sea constante y uniforme para anodizar la pieza. Para piezas donde se desean múltiples colores, el proceso se realiza de manera muy similar, pero cambiando el voltaje de corriente continua para reflejar los diferentes colores deseados.
El voltaje de corriente continua determina el color de la pieza. En el anodizado de titanio, el voltaje varía de 10 a 100 voltios.
Si tiene alguna pregunta, por favor contáctenos en service01@titaner.com.