Els aliatges de titani ofereixen diversos avantatges, com ara lleuger, alta resistència, resistència a la corrosió, excel·lent rendiment a baixa temperatura i alta reactivitat química. A més, tenen una bona resistència a la fatiga, resistència a les esquerdes, alta resistència a la calor, biocompatibilitat, bona conductivitat tèrmica i propietats no magnètiques. Les diferents combinacions d'aliatges de titani poden complir amb diversos requisits d'aplicació, cosa que condueix al seu ús generalitzat en indústries aeroespacial, automotriu, mèdica, química i altres.
Avantatges de rendiment dels aliatges de titani:
Força excepcional
Els aliatges de titani tenen una densitat d'aproximadament 4,5 g/cm3, que és només el 60% de l'acer. El titani pur té una resistència comparable a l'acer normal, mentre que certs aliatges de titani d'alta resistència superen la resistència de moltes làmines d'acer estructural d'aliatge. En conseqüència, els aliatges de titani presenten una alta resistència específica (relació força/densitat), cosa que els fa ideals per a peces lleugeres amb una gran resistència, rigidesa i durabilitat. Aquests aliatges troben aplicacions en components del motor, esquelets, pells, elements de subjecció i trens d'aterratge.
Resistència tèrmica superior
Els aliatges de titani poden suportar temperatures més altes que els d'alumini, mantenint la seva resistència fins i tot a temperatures elevades. Alguns aliatges de titani poden funcionar durant períodes prolongats a temperatures que oscil·len entre 450-500 graus , mostrant una gran resistència específica dins del rang de temperatura de 150 graus -500 graus . En canvi, els aliatges d'alumini experimenten una reducció significativa de la resistència específica a 150 graus. Amb una temperatura de funcionament màxima de 500 graus, els aliatges de titani superen els aliatges d'alumini, que tenen un límit inferior a 200 graus.
Excel·lent resistència a la corrosió
Quan funcionen en atmosferes humides o entorns d'aigua de mar, els aliatges de titani presenten una resistència a la corrosió superior en comparació amb l'acer inoxidable. Demostren una resistència notable a la corrosió per picadura, corrosió àcida i corrosió per estrès. Els aliatges de titani també mostren una excel·lent resistència als àlcalis, clorurs, substàncies orgàniques clorades, àcid nítric i àcid sulfúric. No obstant això, tenen una resistència limitada als agents reductors, a l'oxigen i als medis de sal de crom.
Impressionant rendiment a baixa temperatura
Els aliatges de titani conserven les característiques mecàniques a temperatures extremadament baixes i molt baixes. Alguns aliatges de titani, com el TA7, presenten un bon rendiment a baixa temperatura i mantenen un cert nivell de plasticitat a -253 graus. Així, els aliatges de titani són materials estructurals crucials per a aplicacions en entorns de baixa temperatura.
Alta reactivitat química
El titani posseeix una activitat química important, experimentant fàcilment reaccions químiques amb elements com oxigen, nitrogen, hidrogen, monòxid de carboni, diòxid de carboni, vapor d'aigua i amoníac. Per exemple, els aliatges de titani amb un contingut de carboni superior al {{0}},2% formen carbur de titani dur (TiC). A temperatures més altes, el titani reacciona amb el nitrogen per formar una capa superficial dura de nitrur de titani (TiN). El titani absorbeix l'oxigen a temperatures superiors als 600 graus, formant una capa d'enduriment d'alta duresa. L'augment del contingut d'hidrogen condueix a la formació d'una capa de fragilitat. Els gasos absorbits poden crear una capa superficial dura i trencadissa amb una profunditat de 0,1-0,15 mm, la qual cosa augmenta la fricció, l'adhesió i el desgast a les superfícies de contacte.
Baixa conductivitat tèrmica i mòdul elàstic
Els aliatges de titani presenten menor conductivitat tèrmica en comparació amb el níquel, el ferro i l'alumini. La conductivitat tèrmica dels productes d'aliatge de titani és d'aproximadament 1/4 de níquel, 1/5 de ferro i 1/14 d'alumini. A més, la conductivitat tèrmica de diversos aliatges de titani és aproximadament un 50% inferior a la del titani pur. El mòdul elàstic dels aliatges de titani és aproximadament la meitat del de l'acer, el que resulta en una rigidesa més baixa. En conseqüència, els aliatges de titani són susceptibles a la deformació i no són adequats per a la producció de barres primes o peces de parets primes. Durant els processos de tall, els aliatges de titani presenten un volum de rebot superficial més elevat en comparació amb l'acer inoxidable, cosa que augmenta la fricció, l'adhesió i el desgast de la superfície de l'eina.
