As ligas de titânio oferecem diversas vantagens, incluindo leveza, alta resistência, resistência à corrosão, excelente desempenho em baixas temperaturas e alta reatividade química. Além disso, possuem boa resistência à fadiga, resistência à trinca, alta resistência ao calor, biocompatibilidade, boa condutividade térmica e propriedades não magnéticas. Diferentes combinações de ligas de titânio podem atender a vários requisitos de aplicação, levando ao seu uso generalizado nas indústrias aeroespacial, automotiva, médica, química e outras.
Vantagens de desempenho das ligas de titânio:
Força Excepcional
As ligas de titânio têm uma densidade de aproximadamente 4,5g/cm3, o que representa apenas 60% do aço. O titânio puro possui resistência comparável à do aço comum, enquanto certas ligas de titânio de alta resistência superam a resistência de muitas chapas de aço estrutural de liga. Consequentemente, as ligas de titânio apresentam alta resistência específica (relação resistência/densidade), tornando-as ideais para peças leves com alta resistência, rigidez e durabilidade da unidade. Essas ligas encontram aplicações em componentes de motores, esqueletos, revestimentos, fixadores e trens de pouso.
Resistência Térmica Superior
As ligas de titânio podem suportar temperaturas mais elevadas do que as ligas de alumínio, mantendo a sua resistência mesmo em temperaturas elevadas. Algumas ligas de titânio podem operar por períodos prolongados em temperaturas que variam de 450-500 graus, exibindo alta resistência específica na faixa de temperatura de 150 graus -500 graus. Em contraste, as ligas de alumínio experimentam uma redução significativa na resistência específica a 150 graus. Com uma temperatura operacional máxima de 500 graus, as ligas de titânio superam as ligas de alumínio, que têm um limite inferior a 200 graus.
Excelente resistência à corrosão
Ao operar em atmosferas úmidas ou ambientes com água do mar, as ligas de titânio apresentam resistência à corrosão superior em comparação ao aço inoxidável. Eles demonstram notável resistência à corrosão por pites, corrosão ácida e corrosão sob tensão. As ligas de titânio também apresentam excelente resistência a álcalis, cloretos, substâncias orgânicas cloradas, ácido nítrico e ácido sulfúrico. No entanto, eles têm resistência limitada a agentes redutores, oxigênio e meios de sal de cromo.
Desempenho impressionante em baixas temperaturas
As ligas de titânio retêm características mecânicas em temperaturas extremamente baixas e ultrabaixas. Certas ligas de titânio, como TA7, apresentam bom desempenho em baixas temperaturas e mantêm um certo nível de plasticidade no grau -253. Assim, as ligas de titânio são materiais estruturais cruciais para aplicações em ambientes de baixa temperatura.
Alta reatividade química
O titânio possui atividade química significativa, sofrendo prontamente reações químicas com elementos como oxigênio, nitrogênio, hidrogênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono, vapor de água e gás amônia. Por exemplo, ligas de titânio com teor de carbono superior a {{0}},2% formam carboneto de titânio duro (TiC). Em temperaturas mais altas, o titânio reage com o nitrogênio para formar uma camada superficial dura de nitreto de titânio (TiN). O titânio absorve oxigênio em temperaturas acima de 600 graus, formando uma camada de endurecimento com alta dureza. O aumento do teor de hidrogênio leva à formação de uma camada de fragilização. Os gases absorvidos podem criar uma camada superficial dura e quebradiça com uma profundidade de 0,1-00,15 mm, resultando em aumento de atrito, adesão e desgaste nas superfícies de contato.
Baixa condutividade térmica e módulo elástico
As ligas de titânio apresentam menor condutividade térmica em comparação com níquel, ferro e alumínio. A condutividade térmica dos produtos de liga de titânio é de aproximadamente 1/4 do níquel, 1/5 do ferro e 1/14 do alumínio. Além disso, a condutividade térmica de várias ligas de titânio é cerca de 50% inferior à do titânio puro. O módulo de elasticidade das ligas de titânio é aproximadamente metade do do aço, resultando em menor rigidez. Conseqüentemente, as ligas de titânio são suscetíveis à deformação e não são adequadas para a produção de barras delgadas ou peças de paredes finas. Durante os processos de corte, as ligas de titânio apresentam maior volume de rebote superficial em comparação ao aço inoxidável, levando a maior atrito, adesão e desgaste na superfície da ferramenta.
