Hispanopedia WikiEl aluminuro de titanio (fórmula química AlTi ), comúnmente conocido como titanio gamma , es un compuesto químico intermetálico . Es ligero y resistente a la oxidación [ 1 ] y al calor, pero tiene baja ductilidad . La densidad del γ-TiAl es de aproximadamente 4,0 g/cm³ ( 0,14 lb/pulg³ ) . Se utiliza en diversas aplicaciones, como aeronaves, motores a reacción, equipos deportivos y automóviles. El desarrollo de aleaciones basadas en TiAl comenzó alrededor de 1970. Estas aleaciones se utilizan en dichas aplicaciones desde aproximadamente el año 2000.
El aluminuro de titanio tiene tres compuestos intermetálicos principales: el aluminuro de titanio gamma ( γ-TiAl , γ-TiAl ), el α2- Ti3Al y el TiAl3 . De los tres, el γ-TiAl ha recibido el mayor interés y aplicaciones.
Aplicaciones del gamma-TiAl
La aleación Gamma TiAl posee excelentes propiedades mecánicas y resistencia a la oxidación y la corrosión a temperaturas elevadas (superiores a 600 °C (1112 °F; 873 K) ), lo que la convierte en un posible sustituto de los componentes tradicionales de superaleación a base de níquel en los motores de turbina de las aeronaves .
Las aleaciones basadas en TiAl tienen el potencial de aumentar la relación empuje-peso en los motores de aeronaves. Esto es especialmente cierto en el caso de los álabes de la turbina de baja presión y los álabes del compresor de alta presión del motor. Tradicionalmente, estos se fabrican con superaleaciones a base de níquel, que son casi el doble de densas que las aleaciones basadas en TiAl. Algunas aleaciones de aluminuro de titanio gamma conservan su resistencia y resistencia a la oxidación hasta 1000 °C (1830 °F; 1270 K) , lo que supone 400 °C (752 °F; 673 K) más que el límite de temperatura de funcionamiento de las aleaciones de titanio convencionales. [ 3 ]
General Electric utiliza gamma TiAl para las palas de la turbina de baja presión de su motor GEnx , que impulsa los aviones Boeing 787 y Boeing 747-8 . Este fue el primer uso a gran escala de este material en un motor de avión comercial [ 4 ] cuando entró en servicio en 2011. [ 5 ] Las palas de la LPT de TiAl son fundidas por Precision Castparts Corp. y Avio spa. El mecanizado de las palas de la LPT de las etapas 6 y 7 lo realiza Moeller Manufacturing. [ 6 ] Se está explorando una vía alternativa para la producción de las palas de gamma TiAl para los motores GEnx y GE9x mediante fabricación aditiva . [ 7 ]
Alfa 2- Ti 3 Al
El α₂Ti₃Al es un compuesto intermetálico de titanio y aluminio, perteneciente al sistema Ti-Al de materiales avanzados de alta temperatura. Se utiliza principalmente en la industria aeroespacial y otras aplicaciones de alto rendimiento debido a su equilibrio entre resistencia, ligereza y resistencia a la oxidación.
Tiene una estructura cristalina hexagonal ordenada (D0 19 ), lo que la distingue del γ-TiAl (aluminuro de titanio gamma) más conocido.
TiAl 3
El TiAl₃ tiene la menor densidad de 3,4 g/cm³ ( 0,12 lb/pulg³ ) , la mayor microdureza de 465–670 kg/mm² ( 661 000–953 000 lbf/in² ) y la mejor resistencia a la oxidación incluso a 1000 °C (1830 °F; 1270 K) . Sin embargo, las aplicaciones del TiAl₃ en los campos de la ingeniería y la industria aeroespacial están limitadas por su baja ductilidad. Además, la pérdida de ductilidad a temperatura ambiente suele ir acompañada de un cambio en el modo de fractura, de transgranular dúctil a intergranular frágil o a clivaje frágil. A pesar de que se han desarrollado muchas estrategias de endurecimiento para mejorar su tenacidad , la calidad del mecanizado sigue siendo un problema difícil de abordar. La tecnología de fabricación de forma casi final se considera una de las mejores opciones para preparar dichos materiales.
Referencias
- ↑ Voskoboinikov R, Lumpkin G, Middleburgh S (2013). "Formación preferencial de defectos autointersticiales de Al en γ-TiAl bajo irradiación". Intermetallics . 32 : 230–232 . doi : 10.1016/j.intermet.2012.07.026 .
- ↑ Liss KD, Bartels A, Schreyer A, Clemens H (2003). "Rayos X de alta energía: una herramienta para investigaciones avanzadas de materiales a granel en ciencia y física de materiales" . Textures Microstruct. 35 (3/4): 219– 52. doi : 10.1080/07303300310001634952 .
- ↑ Thomas M, Bacos MP (noviembre de 2011). "Procesamiento y caracterización de aleaciones basadas en TiAl : hacia una escala industrial" . Aerospace Lab . 3 : 1–11 .
- ↑ Bewlay BP, Nag S, Suzuki A, Weimer MJ (2016). "Aleaciones de TiAl en motores de aeronaves comerciales". Materials at High Temperatures . 33 ( 4– 5): 549– 559. Bibcode : 2016MaHT...33..549B . doi : 10.1080/09603409.2016.1183068 . S2CID 138071925 .
- ↑ "GE Aviation lanza su motor GEnx número 1000" . AviationPros . 21 de octubre de 2015. Consultado el 10 de agosto de 2017 .
- ↑ Moeller Manufacturing, División Aeroespacial, en Wixom, Michigan, EE. UU.
- ↑ Heidi Milkert (18 de agosto de 2014). "GE utiliza un revolucionario cañón de electrones para impresión 3D: 10 veces más potente que la sinterización láser" . 3D Print.com .
Enlaces externos
- Mecanizado de componentes de aluminuro de titanio gamma - Moeller Manufacturing
- Aplicaciones del aluminuro de titanio en el transporte civil de alta velocidad
- Aluminuros de titanio - Intermetálicos en azom.com.
- Power House (Anuncio de la hoja LPT de TiAl de GEnx)
- Edward A. Loria (2001). "Quo vadis gamma titanium aluminide". Intermetallics . 9 (12): 997– 1001. doi : 10.1016/S0966-9795(01)00064-4 .
- Donachie, Matthew J (2000). Titanio: una guía técnica . ASM International. pág. 131. ISBN 978-0-87170-686-7.
- Kassner, Michael E., Pérez-Prado, María-Teresa (2004). Fundamentos de la fluencia en metales y aleaciones . Elsevier. pág. 175. ISBN 978-0-08-043637-1.
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