La aleación de titanio α es un tipo de aleación en la que la fase α constituye el componente principal. El titanio (Ti) tiene dos estructuras cristalinas principales: la fase α y la fase β, que pueden transformarse dependiendo de la temperatura y la composición química.
• Fase α: Tiene una estructura hexagonal compacta (HCP - Hexagonal Close-Packed), caracterizada por alta resistencia, dureza, excelente rendimiento a altas temperaturas y buena resistencia a la corrosión. Las aleaciones de titanio α son altamente estables y funcionan bien en entornos de alta temperatura y condiciones extremas.
• Fase β: Posee una estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC - Body-Centered Cubic), lo que le confiere mayor ductilidad, pero una resistencia a altas temperaturas inferior a la de la fase α.
Los elementos que se disuelven preferentemente en la fase α, elevan la temperatura de transformación alotrópica y amplían la región de la fase α se denominan elementos estabilizadores de la fase α. Entre ellos, se encuentran elementos de sustitución como el aluminio (Al) y elementos intersticiales como el oxígeno (O), el nitrógeno (N) y el carbono (C).
De estos, el aluminio es el principal elemento de aleación del titanio, desempeñando un papel clave en el aumento de la resistencia, la mejora del rendimiento a altas temperaturas y la reducción de la densidad.
Dado que las aleaciones de titanio α dependen de la estabilidad de la fase α, ofrecen un excelente rendimiento a altas temperaturas. Aunque su resistencia a temperatura ambiente es inferior a la de las aleaciones de titanio β y α+β, a temperaturas de 500–600°C proporcionan la mejor resistencia entre todas las categorías de aleaciones de titanio.
Además, las aleaciones de titanio α presentan estabilidad estructural, resistencia a la oxidación, excelente soldabilidad, alta resistencia a la corrosión y buena maquinabilidad. También exhiben buen rendimiento a temperatura ambiente, temperaturas extremadamente bajas y altas temperaturas. Sin embargo, su ductilidad es baja y su capacidad de procesamiento por presión es relativamente limitada.
Aleaciones de titanio casi-α (Near-α Titanium Alloys)
Estas aleaciones contienen una pequeña cantidad de elementos estabilizadores de la fase β, formando una estructura recocida con menos del 10% de fase β o compuestos intermetálicos a temperatura ambiente. Algunos ejemplos incluyen:
• Ti-8Al-1Mo-1V – Una aleación de titanio para altas temperaturas desarrollada en los Estados Unidos. Sin embargo, su alto contenido de aluminio puede provocar problemas de corrosión por estrés debido a sales calientes.
• Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr (BT20) – Una aleación de titanio desarrollada en Rusia, similar a Ti-8Al-1Mo-1V, pero con menor contenido de aluminio y adición de circonio (Zr), lo que mantiene la resistencia al calor mientras mejora la resistencia a la corrosión por estrés de sales calientes.
• Aleación α + compuesto intermetálico (Ti-2.5Cu) – La aleación IMI230, desarrollada en el Reino Unido.
Aplicaciones de las aleaciones de titanio α
Las aleaciones de titanio α se utilizan ampliamente en las industrias química, petroquímica y de procesamiento, donde la resistencia a la corrosión, la conformabilidad y la estabilidad a altas temperaturas son consideraciones clave.
