El valor fundamental de una tabla de grados de titanio reside en unificar los diferentes sistemas de normas nacionales en un único marco de referencia. Una tabla completa no solo incluye las correspondencias entre grados, sino que también proporciona parámetros fundamentales de rendimiento y descripciones de características, lo que sirve de base para la selección preliminar de materiales.
La siguiente tabla resume las características, parámetros y campos de aplicación de los grados de titanio más utilizados a nivel internacional.
| Calificación | Tipo | Composición primaria | Resistencia a la tracción (MPa) | Características | Solicitud | Rango de precios (USD/kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Grado 1 (TA1) | Titanio puro industrial | Ti ≥99,5% | 240-370 | Alta ductilidad, excelente resistencia a la corrosión. | Tuberías químicas, implantes médicos | $11-$19 |
| Gr2 (TA2) | Titanio de grado industrial | Ti (equilibrio), Fe≤0,30, O≤0,25 | 440-500 | Resistencia moderada, buena resistencia a la corrosión. | Sistemas de refrigeración por agua de mar, bombas/válvulas/tuberías | $12-$21 |
| Grado 5 (TC4) | tipo α+β | Ti-6Al-4V | 895-1100 | Alta resistencia, buenas propiedades generales. | Componentes estructurales aeroespaciales, médicos, equipamiento deportivo de alta gama | $44-$77 |
| Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo | Cerca de α | Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo | 860-900 | Excelente estabilidad a altas temperaturas | Componentes del compresor del motor aeronáutico | - |
| Ti-10V-2Fe-3Al | tipo β | Ti-10V-2Fe-3Al | 1200-1350 | Ultraalta resistencia, endurecible por envejecimiento. | Tren de aterrizaje de aeronaves, bielas de competición | - |
| BT9 (estándar ruso) | Tipo cercano a α | Ti-6,5Al-3,5Mo-1,5Zr-0,3Si | - | Excelente resistencia a altas temperaturas y resistencia a la fluencia. | Discos, palas y rotores de motores aeronáuticos | - |
Los distintos sectores industriales desarrollan preferencias específicas por los grados de titanio en función de sus entornos operativos, requisitos de rendimiento y consideraciones de coste. En el sector aeroespacial, el Gr5 (TC4) es la opción preferida para trenes de aterrizaje de aeronaves, estructuras de fuselaje y carcasas de motores de cohetes debido a su excelente equilibrio entre resistencia, soldabilidad y propiedades de fatiga.
Para componentes de motores como discos y álabes de compresores, que requieren una resistencia extrema a altas temperaturas, se emplean con mayor frecuencia aleaciones resistentes al calor como Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo y TC11 (norma rusa BT9). La ingeniería naval se enfrenta a entornos corrosivos y de alta presión en aguas profundas. La nueva aleación de titanio Ti551, además de garantizar una alta resistencia y resistencia a la corrosión bajo tensión, ofrece una excelente relación calidad-precio, lo que la hace ideal para la fabricación de cascos a presión de sumergibles de aguas profundas.
En el procesamiento químico y la fabricación en general, la búsqueda radica en equilibrar la resistencia a la corrosión con el coste. Por ello, los grados industriales de titanio puro, como Gr1 y Gr2, se utilizan ampliamente para fabricar intercambiadores de calor, reactores y sistemas de tuberías.
La industria médica prioriza la biocompatibilidad y la durabilidad. El Grado 5 (TC4) y sus variantes con bajo contenido de elementos intersticiales (TC4 ELI) son materiales ideales para la fabricación de implantes a largo plazo, como articulaciones artificiales y placas óseas.
Para mejorar el rendimiento en entornos extremadamente hostiles, algunas aleaciones de titanio incorporan metales preciosos como el paladio y el rutenio. Estas aleaciones suelen clasificarse por separado en las tablas de grados de aleaciones de titanio y se caracterizan por una resistencia a la corrosión inigualable, especialmente en medios ácidos reductores.
Por ejemplo, los grados ASTM Gr7 y Gr11 incorporan paladio metálico al titanio puro industrial. Esta adición de trazas mejora drásticamente la resistencia a la corrosión en entornos no oxidantes, como los ácidos clorhídrico y sulfúrico. A pesar del elevado coste inicial del material, el uso de aleaciones de titanio con paladio en equipos críticos de la industria química, como reactores, intercambiadores de calor y bombas/válvulas, prolonga significativamente su vida útil. Esto suele resultar más económico a lo largo de todo su ciclo de vida.
( La fábrica de reciclaje de metales preciosos de Dongsheng recicla este tipo de aleación de titanio a precios elevados)
La existencia de estos materiales de alta gama subraya el papel irreemplazable de la tabla de grados de titanio en la selección de materiales para condiciones operativas especializadas.
En la práctica, las tablas de grados de titanio son fundamentales en cada etapa de la selección, el diseño, la adquisición y la fabricación de proyectos. Un ingeniero experimentado que seleccione materiales para nuevos equipos consultará primero estas tablas para comparar materiales equivalentes en diferentes sistemas estándar, un paso crucial en proyectos de colaboración internacionales.
Por ejemplo, al diseñar equipos químicos para un cliente europeo que especifica titanio Gr2 en sus planos, consultar la tabla de conversión permite identificar rápidamente el material TA2 correspondiente según la norma nacional china para su adquisición y procesamiento. Esto garantiza que las propiedades del material cumplan con los requisitos de diseño, a la vez que evita errores de adquisición y retrasos en el cronograma causados por discrepancias en las normas.
Además, a medida que los principios de desarrollo sostenible cobran mayor relevancia, la industria del reciclaje de aleaciones de titanio cobra mayor importancia. Un proceso de reciclaje eficiente depende de la identificación precisa de la composición de la chatarra, lo que convierte a la tabla de conversión de grados de aleación de titanio en una herramienta fundamental para clasificar los diferentes grados de residuos de titanio. A nivel internacional, existen normas especializadas para el reciclaje de aleaciones de titanio, como la GB/T 45057-2024 “Lingotes de titanio reciclados”. Esta norma regula el procesamiento de materiales de aleación de titanio reciclados, garantiza la calidad de los lingotes de titanio reciclados e impulsa el desarrollo industrial del reciclaje de titanio.
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