10 Propriedades do Metal Titânio

O titânio é um metal de transição branco-prateado com o símbolo químico Ti e um número atômico de 22. É um dos elementos mais abundantes na Terra, encontrado principalmente em minerais como rutilo e ilmenita.

Devido à sua excelente resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas e biocompatibilidade, o titânio desempenha um papel crucial em vários campos. Do setor aeroespacial às aplicações médicas, da engenharia naval aos produtos de consumo de alta qualidade, o titânio atende a diversos e exigentes requisitos com suas propriedades exclusivas. A seguir, vamos nos aprofundar nas 10 principais características do titânio para entender seu significado na tecnologia e na indústria modernas.

Alta resistência e baixa densidade

O titânio tem alta resistência, atribuída principalmente à sua estrutura cristalina (estrutura hexagonal compacta). Essa estrutura dispersa efetivamente a tensão sob força, evitando a deformação do material. Ao mesmo tempo, os átomos de titânio são relativamente leves, com uma densidade de cerca de 57% da do aço, o que significa que sua massa por unidade de volume é menor.

Aplicações típicas: Usado em quadros de aeronaves, longarinas de asas, componentes de motores e quadros de bicicletas de liga de titânio, oferecendo redução de peso e suporte de resistência suficiente.

Baixa condutividade térmica

O titânio tem baixa condutividade térmica, apenas cerca de 1/5 da do aço, 1/13 da do alumínio e 1/25 da do cobre. Isso se deve principalmente à sua estrutura cristalina hexagonal compactada e menor densidade de elétrons livres, que limitam a eficiência da condução de calor.

Aplicações típicas: Em aeronaves e espaçonaves, o titânio é frequentemente usado em componentes que requerem isolamento térmico, como fuselagem e peças de motor.

Resistência à corrosão

O titânio tem excelente resistência à corrosão, com um filme de óxido denso formado em sua superfície que protege efetivamente o substrato de titânio da corrosão. O titânio é altamente estável em ambientes oxidativos, neutros e levemente redutores e pode resistir à corrosão do ar, água do mar e da maioria das soluções ácidas e alcalinas. No entanto, é sensível a substâncias altamente corrosivas, como ácido fluorídrico, ácido clorídrico concentrado e ácido sulfúrico concentrado. O titânio também tem propriedades de autocura, pois o filme de óxido se regenera rapidamente após o desgaste.

Titânio ou liga de titânio.: Ti grau 1, Ti grau 2, Ti-0.2Pd, Grau 7 (Ti-0.2Pd), Ti-3Al-2.5V.

Aplicações típicas: embarcações de reação química, equipamentos marítimos, tubulações de transporte subaquático.

Resistência a altas temperaturas

O titânio pode manter alta resistência e resistência à fluência em ambientes de alta temperatura, principalmente devido ao seu alto ponto de fusão (1668 ° C) e excelente estabilidade estrutural em alta temperatura. O desempenho em alta temperatura do titânio depende dos elementos de liga em ligas de titânio, como alumínio e molibdênio, que ajudam a manter a estabilidade da estrutura cristalina em altas temperaturas, evitando a deformação causada pelo estresse térmico.

Ligas típicas: Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-5Al-4Cr-4Mo-2Sn-2Zr.

Aplicações típicas: Componentes de motores para a indústria aeroespacial, câmaras de combustão de foguetes, trocadores de calor de alta temperatura e muito mais.

Resistência a baixas temperaturas

Algumas ligas de titânio realmente experimentam um aumento na resistência em baixas temperaturas, com apenas uma ligeira redução na plasticidade, principalmente devido à sua estrutura cristalina hexagonal compactada. Essa estrutura mantém sua plasticidade e tenacidade a -255°C, ao contrário de muitos metais que se tornam quebradiços. Essa característica permite que o titânio mantenha propriedades mecânicas estáveis mesmo em ambientes de temperatura extremamente baixa.

Ligas típicas: Ti-5Al-2.5Sn ELI, Ti-6Al-4V ELI.

Aplicações típicas: Detectores de alto mar, recipientes criogênicos para motores de foguetes de hidrogênio líquido e oxigênio líquido ou espaçonaves tripuladas.

Biocompatibilidade

O titânio tem excelente biocompatibilidade, permitindo que seja compatível com o tecido humano sem desencadear reações de rejeição. O filme de óxido de titânio em sua superfície cria um ambiente químico semelhante ao cálcio, fósforo e outros componentes encontrados no tecido humano, que é a razão da biocompatibilidade do titânio.

Ligas típicas: Ti-6Al-7Nb, Ti Grau 1, Ti Grau 2, Ti-6Al-4V ELI (Grau 23).

Aplicações típicas: Articulações artificiais do quadril, articulações do joelho, articulações do ombro, articulações das costelas, ossos do crânio, válvulas cardíacas e clipes de fixação esquelética.

Não magnético

O titânio é um metal não magnético, o que significa que não é afetado por campos magnéticos. Isso se deve à sua estrutura eletrônica, que carece de propriedades magnéticas. A configuração eletrônica externa do titânio não atende às condições necessárias para gerar magnetismo, resultando em uma resposta extremamente fraca ou inexistente a campos magnéticos externos.

Aplicações típicas: O titânio é frequentemente usado em equipamentos de ressonância magnética (MRI) para evitar interferência com campos magnéticos e em dispositivos de alta precisão onde a estabilidade magnética deve ser mantida.

Forte resistência ao amortecimento

O titânio tem excelente resistência ao amortecimento, principalmente devido à sua estrutura cristalina hexagonal compactada, baixo fator de atrito interno e elasticidade e plasticidade superiores, que efetivamente absorvem e atenuam a energia vibracional.

Aplicações típicas: Usado em componentes estruturais de aeronaves e espaçonaves, como asas, peças de motor e bicos, para reduzir a vibração e o ruído e aumentar a estabilidade de voo.

Resistência à radiação

O titânio metálico tem excelente absorção de radiação ionizante, protegendo efetivamente contra a radiação. Sua estrutura de treliça e densidade relativamente alta permitem absorver energia de radiação significativa, reduzindo o impacto no ambiente circundante.

Aplicações típicas: Proteção contra radiação em reatores nucleares, materiais de proteção em instalações de armazenamento de resíduos nucleares e equipamentos de proteção em ambientes de alta radiação.

A resistência à tração está próxima de sua resistência ao escoamento

Esta propriedade do titânio, refletida em sua alta taxa de resistência ao escoamento (resistência à tração/resistência ao escoamento), indica que o titânio tem capacidade limitada de deformação plástica durante a conformação. Devido à alta proporção entre o limite de escoamento do titânio e seu módulo de elasticidade, ele exibe um retorno elástico significativo durante a conformação.

Tabela de referência de propriedades de titânio

Quais produtos e serviços a Chalco pode fornecer para você?

Como fornecedor de materiais metálicos de renome mundial, a Chalco também ocupa uma posição significativa no campo de produtos de titânio e serviços relacionados. Estamos comprometidos em fornecer soluções abrangentes de titânio para nossos clientes, seja desde o fornecimento de materiais até serviços de processamento ou desde suporte técnico até necessidades personalizadas. A Chalco pode ser seu parceiro de confiança.

Categorias de produtos de titânio

• Barra de titânio: Disponível em várias especificações e tipos de ligas, atendendo às demandas de alta resistência e resistência à corrosão nos campos aeroespacial, médico, químico e de engenharia naval.
• Placas de titânio: Adequado para construção naval, equipamentos químicos e decoração arquitetônica. Podemos processar e personalizar de acordo com as necessidades do cliente.
• Tubos de titânio: Usados em trocadores de calor, implantes médicos e na indústria de energia, oferecendo excelente resistência à oxidação e desempenho em altas temperaturas.
• Fios de titânio: Ideal para soldagem, fabricação de componentes de alta precisão e outras aplicações, com várias opções de tratamento de superfície disponíveis.

Aplicações típicas de produtos

Os produtos e serviços de titânio da Chalco são amplamente utilizados nos seguintes campos:

• Aeroespacial: Fabricação de componentes aeroespaciais leves e de alta resistência.
• Área médica: Implantes ortopédicos de titânio e dispositivos médicos.
• Engenharia química e naval: Fabricação de equipamentos resistentes à corrosão.
• Indústria de energia: Tubulação de trocador de calor, peças de equipamentos de energia nuclear.

Serviços de processamento

• Corte de precisão: Usando equipamentos de alta precisão para garantir que a forma e as dimensões do material atendam aos requisitos do cliente.
• Tratamento de superfície: Inclui jateamento, polimento e tratamento de oxidação para aumentar a durabilidade e a aparência dos produtos de titânio.
• Processamento personalizado: Adaptação de produtos de liga de titânio de acordo com as necessidades específicas de diferentes indústrias e aplicações.

Suporte técnico

• Conselhos de seleção de materiais: Recomendar os tipos de liga de titânio mais adequados com base em diferentes cenários de uso e orçamentos.
• Orientação de processamento: Fornecer orientação técnica sobre processamento, soldagem e montagem de materiais de titânio para otimizar a eficiência do uso.
• Consultoria padrão da indústria: Garantir que os produtos de titânio atendam aos padrões internacionais de qualidade, como ASTM e AMS, oferecendo aos clientes garantia de alta qualidade.