El titani té una profunda afinitat amb l'aviació. El 1953, l'ús de materials de titani a les góndoles del motor i els tallafocs del motor d'avions DC-T per part de Douglas Aircraft Company va marcar l'inici de les aplicacions d'aviació del titani. Des de llavors, el titani s'ha utilitzat en l'aviació durant més de mig segle. L'ampli ús del titani en l'aviació s'atribueix a les seves valuoses característiques que són molt adequades per a aplicacions aeronàutiques. Avui, TOPTITECH aprofundirà en els motius pels quals els materials d'avions han d'incorporar aliatges de titani.
Introducció al titani
Va ser només l'any 1948 que DuPont als Estats Units va començar a produir en massa titani d'esponja mitjançant el mètode de reducció de magnesi. Això va marcar l'inici de la producció industrial de titani. Els aliatges de titani, amb la seva alta resistència, excel·lent resistència a la corrosió i alta resistència a la calor, s'han utilitzat àmpliament en diversos camps.
Característiques del titani
Alta resistència: el titani supera els aliatges d'alumini en 1,3 vegades, els aliatges de magnesi en 1,6 vegades i l'acer inoxidable en 3,5 vegades, sent el campió entre els materials metàl·lics.
Alta resistència tèrmica: el titani pot funcionar a temperatures diversos centenars de graus superiors a les dels aliatges d'alumini, permetent un ús prolongat a temperatures que van des dels 450 fins als 500 graus.
Resistència a la corrosió superior: el titani presenta resistència a àcids, àlcalis i corrosió atmosfèrica. Posseeix una resistència excepcional contra la picadura i l'esquerda per corrosió per tensió.
Excel·lent rendiment a baixa temperatura: els aliatges de titani amb elements intersticials mínims, com ara TA7, conserven un cert nivell de plasticitat fins i tot a -253 graus .
Reactivitat química: el titani presenta una activitat química augmentada a altes temperatures, participant fàcilment en reaccions químiques amb impureses com l'hidrogen i l'oxigen a l'aire, donant lloc a la formació d'una capa d'enduriment.
Baixa conductivitat tèrmica i mòdul elàstic: la conductivitat tèrmica del titani és aproximadament una quarta part de la del níquel i una cinquena part de la del ferro, mentre que diversos aliatges de titani presenten una reducció d'aproximadament un 50 per cent de la conductivitat tèrmica en comparació amb el titani pur. El mòdul elàstic dels aliatges de titani és aproximadament la meitat del de l'acer.
Aplicacions aeronàutiques dels aliatges de titani
Els aliatges de titani troben aplicació principalment en la fabricació de components d'avions i motors, incloses pales de ventilador de titani forjat, discs de compressor, carcassa de motor, sistemes d'escapament i marcs estructurals com ara bigues d'ala. Les aplicacions aeroespacials es basen en l'alta resistència, resistència a la corrosió i rendiment a baixa temperatura dels aliatges de titani per produir recipients a pressió, dipòsits de combustible, elements de fixació, corretges d'instruments, marcs i carcasses de coets. Les làmines d'aliatge de titani s'han emprat en satèl·lits artificials, mòduls lunars, naus espacials tripulades i transbordadors espacials, facilitant la construcció de conjunts soldats.
