Diferentes tipos de ligas de titânio

As ligas de titânio são materiais de engenharia conhecidos por sua alta resistência, baixo peso e boa resistência à corrosão.

Ao ligar o titânio com vários elementos, essas ligas podem ser desenvolvidas para atender aos requisitos específicos de desempenho de diferentes indústrias.

Este artigo fornece uma-visão detalhada das classificações de ligas de titânio, suas propriedades mecânicas, físicas e térmicas, indústrias onde elas são encontradas e considerações sobre usinagem e tratamento térmico.

As ligas alfa são materiais-monofásicos com uma estrutura cristalina HCP estabilizada por elementos químicos como alumínio, oxigênio, nitrogênio e carbono. Essas ligas oferecem resistência moderada, são altamente resistentes-à corrosão e apresentam bom desempenho em altas temperaturas.

Eles não podem ser tratados-calormente devido à sua estrutura-monofásica, restringindo o endurecimento por precipitação.

Os elementos químicos-estabilizadores alfa, em vez disso, favorecem a alta resistência por meio do fortalecimento da solução sólida, mas ligas excessivas (como equivalência de alumínio acima de 9%) podem precipitar intermetálicos frágeis. As ligas proporcionam tenacidade à fratura e resistência à fluência em ambientes agressivos.

Solicite uma amostra grátis

As ligas de titânio quase{0}}alfa são compostas principalmente da fase alfa com 1–2% de elementos químicos beta{3}}estabilizadores, como molibdênio ou silício, que introduzem uma pequena quantidade de fase de liga beta dúctil.

Essas ligas retêm a resistência à corrosão e a tenacidade à fratura das ligas alfa, ao mesmo tempo que melhoram a trabalhabilidade a quente e possuem tratabilidade térmica limitada.

Sua microestrutura, basicamente alfa com partículas beta menores ao longo dos limites dos grãos, exibe resistência à fluência em temperaturas elevadas, tornando-os úteis para algumas aplicações.

As ligas alfa{0}}beta têm duas fases na microestrutura e consistem em misturas das fases alfa e beta por meio da adição de elementos químicos estabilizadores alfa-, como alumínio, e elementos químicos estabilizadores beta-, como vanádio e molibdênio.

Essas ligas são tratáveis ​​termicamente e podem aumentar significativamente sua alta resistência por meio de têmpera e envelhecimento. Comparada com ligas alfa e quase alfa, a fase beta proporciona boa conformabilidade, resistência à fadiga e menor resistência à fluência.

A liga alfa-beta Ti-6Al-4V possui propriedades mecânicas equilibradas e utiliza cerca de 50% de liga de titânio.

As ligas de titânio beta têm uma estrutura CCC estabilizada por uma alta concentração de elementos-estabilizadores beta, como molibdênio, vanádio ou ferro. Estas ligas são tratáveis ​​termicamente e podem atingir resistências muito elevadas através da precipitação de finas partículas alfa durante o envelhecimento.

As ligas beta apresentam boa conformabilidade a frio e boa resistência à fratura, mas proporcionam menor ductilidade e resistência à fadiga quando-tratadas termicamente

Ligas beta metaestáveis ​​com equivalente de molibdênio 10-30, após resfriamento rápido, permanecem totalmente beta e podem fornecer alta resistência para as aplicações mais exigentes.

Ti-6Al-4V (ou ASTM Grau 5) é uma liga de titânio altamente utilizada que compreende aproximadamente 6% de alumínio e 4% de vanádio, com pequenas quantidades de carbono, nitrogênio e hidrogênio.

É uma liga alfa-beta que desenvolve resistência à tração na faixa de 895-1100 MPa, é resistente à corrosão atmosférica e tem uma relação resistência-por peso muito boa, tornando-a preferida em materiais aeroespaciais e biomédicos.

Os processos de tratamento-térmico podem fornecer propriedades mecânicas e físicas desejadas, com tratamento de solução e envelhecimento em equilíbrio, promovendo alta resistência e mantendo boa ductilidade.

A combinação quase-alfa, Ti-6242, foi desenvolvida em temperaturas elevadas. Ele contém 6% de alumínio, 2% de estanho, 4% de zircônio e 2% de molibdênio, o que lhe confere resistência superior à fluência para sustentar alta resistência em temperaturas elevadas de até 550 graus.

Sua microestrutura oferece resistência à corrosão e estabilidade térmica, sendo adequada para motores a jato e outros componentes aeroespaciais de alta-temperatura.

Propriedades Mecânicas

As propriedades mecânicas das ligas de titânio são essenciais para aplicações-de suporte de carga. Com base nos dados do MatWeb, a tabela abaixo detalha a resistência à tração, resistência ao escoamento, alongamento e dureza para os principais tipos de titânio.

Ele contém graus comerciais de titânio puro de média-resistência e alta{1}}dutilidade, sendo o Grau 4 o mais forte entre os graus comerciais puros. Ligas alfa e quase{4}}alfa, como Ti-6242, fornecem resistência média e alta tenacidade à fratura.

Tipos alfa-beta, como Ti-6Al-4V, oferecem alta resistência e resistência à fadiga. Em contraste, ligas beta de alta temperatura, como Beta C, podem desenvolver-se acima de 1200 MPa, sendo apropriadas para aplicações de alta tensão, mas tendo ductilidade limitada.

Propriedades Físicas

As propriedades físicas influenciam a adequação de uma liga para aplicações que exigem peso específico ou características magnéticas. A tabela abaixo, proveniente do MatWeb, detalha a densidade e a gravidade específica.

Ligas de titânio com densidade variando de 4,4 a 4,8 g/cm³ são muito mais leves que outros metais como o aço (7,9 g/cm³), o que explica seu peso leve e grande resistência. As ligas de titânio são boas opções onde é necessária baixa interferência magnética, como para requisitos médicos e aeroespaciais.

Propriedades Elétricas

As ligas de titânio têm alta resistividade elétrica (0,42-1,78 μΩ·m) em comparação com outros metais como o cobre (0,017 μΩ·m), portanto possuem menor condutividade.

A propriedade pode ser um material eletricamente isolante em configurações onde a resistência à corrosão e a não{0}}condutividade são mais desejadas, como em equipamentos de processamento químico.

Propriedades Térmicas

As propriedades térmicas são críticas para aplicações que envolvem altas temperaturas. A tabela abaixo detalha a condutividade térmica e a temperatura máxima de serviço.

As ligas de titânio fornecidas com baixa condutividade térmica tornam-nas difíceis de usinar, mas aceitáveis ​​em altas temperaturas.

Devido à estabilidade de fase, o titânio comercialmente puro é limitado a 350 graus, enquanto ligas como Ti-6Al-4V e Ti-6242 passam por temperaturas extremas de 400–550 graus, respectivamente.

Obtenha cotação instantânea e verificação de estoque

Somos um fabricante especializado envolvido no processamento profundo de titânio e ligas de titânio, oferecendo uma linha completa de produtos, incluindo tubos, placas, barras, fios e folhas de titânio. Nossas instalações estão equipadas com linhas de produção modernas e dedicadas, com laminadores a quente-reversíveis para serviços pesados ​​para chapas grossas e laminadores a frio de vários-rolos para folhas e folhas de precisão. A fabricação de tubos utiliza moinhos de precisão a frio e linhas de produção de tubos sem costura, enquanto os produtos de barras e fios são formados por meio de laminadores de barras/fios de alta velocidade e equipamentos de trefilação contínua. Os processos críticos são apoiados por fornos de recozimento a vácuo para tratamento térmico preciso, e o acabamento é feito por centros de usinagem CNC, sistemas de corte a laser e máquinas de nivelamento de precisão. Com um sistema abrangente de controle de qualidade que supervisiona todo o processo, desde a matéria-prima até o produto acabado, temos o compromisso de fornecer soluções de titânio de precisão e alto-desempenho para indústrias como aeroespacial, dispositivos médicos, processamento químico e bens de consumo-de alta qualidade.

Implementamos padrões de proteção-de nível industrial, fornecendo soluções de embalagem personalizadas para cada produto de titânio: tubos e barras são protegidos individualmente com revestimento VCI anti-ferrugem dentro de caixas de madeira reforçadas; placas e folhas são intercaladas com filme PE anti{2}}arranhões e embaladas em-caixas de papelão ondulado para serviços pesados; os fios são enrolados com precisão-em bobinas industriais. Todos os pacotes incluem dessecante e apresentam rotulagem clara do produto com códigos de rastreabilidade, garantindo que seus materiais de titânio de precisão sejam protegidos contra umidade, impacto e abrasão durante o armazenamento e logística global, chegando com segurança à sua linha de produção.

Solicitar Consulta Técnica