Titanio Ti1023 Polvo
El polvo de titanio Ti1023 es un polvo de aleación de titanio de gran pureza que contiene 10% de vanadio y 23% de niobio. Ofrece una excelente combinación de resistencia, ductilidad y resistencia a la corrosión junto con baja densidad y biocompatibilidad.
Algunas propiedades y características clave del polvo de titanio Ti1023 son:
- Elevada relación resistencia/peso
- Excelente resistencia a la corrosión
- Buena trabajabilidad en frío y en caliente
- Tratable térmicamente para adaptar las propiedades mecánicas
- Bajo coeficiente de dilatación térmica
- No magnético y sin chispas
- Alta capacidad de temperatura de funcionamiento
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Índice
Visión general
Titanio Ti1023 Polvo es una aleación de titanio en polvo de gran pureza que contiene 10% de vanadio y 23% de niobio. Ofrece una excelente combinación de resistencia, ductilidad y resistencia a la corrosión junto con baja densidad y biocompatibilidad.
Algunas propiedades y características clave del polvo de titanio Ti1023 son:
- Elevada relación resistencia/peso
- Excelente resistencia a la corrosión
- Buena trabajabilidad en frío y en caliente
- Tratable térmicamente para adaptar las propiedades mecánicas
- Bajo coeficiente de dilatación térmica
- No magnético y sin chispas
- Alta capacidad de temperatura de funcionamiento
- Biocompatible y no tóxico
El polvo de titanio Ti1023 tiene diversas aplicaciones en sectores como el aeroespacial, el médico, el químico y el naval, entre otros, debido a sus versátiles propiedades como material.
Composición
La composición nominal del polvo de titanio Ti1023 es:
| Elemento | Peso % |
|---|---|
| Titanio (Ti) | Saldo |
| Vanadio (V) | 10% |
| Niobio (Nb) | 23% |
El polvo de titanio Ti1023 cumple las normas ASTM con niveles de pureza superiores al 99,7%. Los oligoelementos como el hierro, el carbono, el nitrógeno y el oxígeno están estrictamente controlados.
Propiedades
El polvo de titanio Ti1023 posee propiedades físicas, mecánicas, térmicas y eléctricas equilibradas:
Propiedades físicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 6,50 g/cm3 |
| Punto de fusión | 1625°C |
| Resistividad eléctrica | 152 μΩ-cm |
| Conductividad térmica | 7,2 W/m-K |
| Capacidad calorífica específica | 522 J/kg-K |
Propiedades mecánicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | 1050 MPa |
| Límite elástico (0.2% Offset) | 970 MPa |
| Alargamiento | 12% |
| Dureza | 360 HV |
| Módulo de elasticidad | 115 GPa |
Características de las partículas
Las partículas de polvo de titanio Ti1023 tienen una morfología esférica con superficies lisas que facilitan el flujo y la compactación del polvo.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Forma de las partículas | Esférica |
| Densidad aparente | 2,7 g/cm3 |
| Densidad del grifo | 4,2 g/cm3 |
| Ratio de Hausner | 1.56 |
| Tamaño de las partículas | 15 - 45 μm |
| Contenido de oxígeno | < 3000 ppm |
| Contenido de nitrógeno | < 150 ppm |
| Contenido de carbon | < 500 ppm |
| Contenido de hidrógeno | < 100 ppm |
Aplicaciones
Las propiedades únicas del titanio Ti1023, como su alta resistencia específica, biocompatibilidad, resistencia a la corrosión y resistencia al calor, permiten varias aplicaciones industriales que se resumen a continuación:
Aeroespacial
- Componentes estructurales como trenes de aterrizaje, tuberías hidráulicas y tornillería gracias a su ligereza y resistencia a la temperatura.
- Palas de compresor de motor a reacción que soportan altas velocidades de rotación
- Piezas exteriores de aeronaves que toleran condiciones meteorológicas extremas gracias a su resistencia a la corrosión
Medicamento
- Implantes ortopédicos como articulaciones de cadera y rodilla, placas óseas, tornillos debido a su compatibilidad mecánica, biocompatibilidad y osteointegración.
- Instrumental quirúrgico y productos sanitarios aptos para la esterilización y el uso diario
- Implantes dentales y restauraciones resistentes a la masticación
Automoción
- Válvulas, bielas, muelles de suspensión para reducir el peso de los componentes móviles
- Piezas del sistema de escape resistentes a altas temperaturas
Química
- Tanques de almacenamiento, intercambiadores de calor, válvulas y tuberías para entornos agresivamente corrosivos
- Recipientes de reacción, condensadores, separadores y columnas de destilación para síntesis química
Marina
- Ejes de hélice para submarinos que combinan solidez, resistencia a la cavitación y sigilo
- Intercambiadores de calor y tuberías de plantas desalinizadoras resistentes a la corrosión del agua salada
Arquitectura
- Cubiertas, paneles, vigas y pilares para estructuras ligeras y facilidad de mecanizado de geometrías complejas
Normas y grados de los productos
Como todas las aleaciones de titanio, el polvo Ti1023 está cubierto por las especificaciones de materiales aeroespaciales en cuanto a composición química, propiedades mecánicas, microestructura y normas de calidad:
| Estándar | Grado | Condición |
|---|---|---|
| AMS 4921 | Ti 10-2-3 | Recocido |
| AMS 4928 | Ti 10-2-3 | Solución tratada y envejecida |
El estado recocido ofrece unas características óptimas de conformabilidad en frío y de mecanizado, mientras que el revenido tratado en solución y envejecido proporciona un aumento de 10-15% en la resistencia a la tracción.
Proveedores y precios
Titanio Ti1023 en polvo está disponible en los principales fabricantes y proveedores de metales especiales:
| Proveedor | Tiempo de espera | Pedido mínimo | Precio (USD/kg) |
|---|---|---|---|
| Polvos y revestimientos avanzados | 3 semanas | 5 kg | 94/kg |
| ATI Polvos Metálicos | 4-6 semanas | 10 kg | 108/kg |
| Materiales Phelly | 2 semanas | 1 kg | 115/kg |
| Materiales avanzados de Stanford | En stock | 0,5 kg | 127/kg |
Los grados de mayor pureza, con menos oxígeno y nitrógeno, suelen ser 15-25% más caros. Las cantidades de muestreo de lotes pequeños pueden limitarse a 0,1-0,5 kg en función de las existencias del proveedor.
Análisis comparativo
El titanio Ti1023 supera a otras aleaciones de titanio populares en aplicaciones específicas, como se destaca a continuación:
| Aleación | Fuerza | Resistencia a la corrosión | Capacidad de temperatura | El más adecuado para |
|---|---|---|---|---|
| Titanio comercialmente puro | Bajo | Excelente | Moderado | Equipos de plantas químicas |
| Ti 6Al-4V | Alta | Muy buena | Bien | Estructuras aeroespaciales |
| Ti 10-2-3 | Medio-Alto | Excelente | Excelente | Motores a reacción, implantes biomédicos |
Mientras que el titanio CP (grados 1-4) ofrece la mejor resistencia general a la corrosión, el Ti1023 equilibra la capacidad a altas temperaturas, la bioseguridad y los niveles de resistencia adaptados a situaciones exigentes de carga cíclica.
Ventajas y limitaciones
Ventajas
- Propiedades mecánicas equilibradas: resistencia, ductilidad y resistencia a la fatiga
- Tratable térmicamente para adaptar las propiedades según la aplicación
- Excelente resistencia a la corrosión en entornos difíciles
- Biocompatible y no tóxico para usos médicos
- No magnético con excelentes propiedades de atenuación sónica
- Mantiene sus propiedades a temperaturas extremas de hasta 600°C
- Aleación de menor coste alternativa al popular polvo de grado Ti64
Limitaciones
- La alta reactividad química requiere un procesamiento controlado en ausencia de oxígeno
- Menor ductilidad que los grados de titanio comercialmente puros.
- Difícil de mecanizar en condiciones endurecidas que requieren herramientas afiladas
- Mayor coste de las materias primas que los aceros y las aleaciones de aluminio
- LimitadaDisponibilidad del proveedor en pequeños lotes
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuáles son las principales ventajas del titanio Ti1023 frente a la aleación Ti 6Al-4V?
R: El titanio Ti1023 ofrece una mayor resistencia a temperaturas elevadas de hasta 600 °C, así como una resistencia a la corrosión y una bioseguridad iguales o superiores a las de la aleación Ti64, ampliamente utilizada.
P: ¿Cuál es la gama de tamaños de partícula disponibles para el polvo de Ti1023?
R: El tamaño estándar de las partículas oscila entre 15 y 45 micras de diámetro, con la posibilidad de personalizar la distribución de tamaños a petición del cliente para satisfacer sus requisitos de aplicación.
P: ¿Requiere el polvo Ti1023 precauciones especiales de almacenamiento o manipulación?
R: Como todas las aleaciones de titanio reactivas, el polvo Ti1023 requiere almacenamiento en recipientes sellados aislados de la humedad atmosférica y el oxígeno. Se recomienda la manipulación bajo gas de cobertura argón.
P: ¿Cuáles son las opciones de tratamiento térmico para adaptar las propiedades de la aleación Ti1023?
R: El tratamiento por disolución a más de 800°C seguido de un envejecimiento en el intervalo de 450-650°C permite ajustar las propiedades de acuerdo con la especificación AMS 4928 para obtener combinaciones óptimas de resistencia, ductilidad y microestructura.
P: ¿Qué precauciones deben tomarse durante el mecanizado de la aleación de titanio Ti1023?
R: Se recomiendan herramientas de corte afiladas, refrigerante a alta presión, velocidades de avance lentas y configuraciones rígidas. Debe tenerse en cuenta la tendencia del titanio a mancharse, atascarse y acelerar el desgaste de la herramienta.
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