Aluminuro de titanio en polvo

El aluminuro de titanio se refiere a una clase de aleaciones intermetálicas ligeras y de alta resistencia compuestas de titanio y aluminio. Esta guía sirve de referencia sobre el aluminuro de titanio en polvo y explora métodos de fabricación, composiciones, características y parámetros clave, proveedores y precios, diversas aplicaciones finales en distintos sectores, preguntas frecuentes y mucho más.

Visión general de Aluminuro de titanio en polvo

El polvo de aluminuro de titanio comprende aleaciones especiales ricas en titanio que contienen una cantidad significativa de aluminio. Atributos clave:

• Composición: Titanio + aluminio + otros elementos
• Producción: Atomización con gas en polvo fino
• Forma de las partículas: Mayoritariamente esférica
• Granulometría: De micras a 100 micras
• Densidad: 3,7-4,25 g/cm3
• Características principales: Resistencia al calor extremo y a la oxidación

La mezcla de titanio y aluminio produce estructuras cristalinas ligeras únicas con propiedades mejoradas respecto a las aleaciones convencionales, lo que aporta versatilidad en aplicaciones de alto rendimiento de hasta ~750 °C.

Tipos de polvo de aluminuro de titanio

Al ajustar el contenido de aluminio y añadir modificadores, los aluminuros de titanio adquieren microestructuras y características específicas:

Cuadro 1: Variantes comunes de polvo de aluminuro de titanio por constituyentes metálicos y características

El sistema γ-TiAl ofrece el mejor límite elástico específico a altas temperaturas, manteniendo al mismo tiempo una densidad inferior a la de las superaleaciones de níquel. Los elementos adicionales ajustan aún más las propiedades.

Métodos de producción

Los procesos de fabricación comerciales para crear polvo de aluminuro de titanio incluyen:

• Atomización de gases - El gas inerte desintegra la corriente de aleación fundida en finas gotas
• Proceso de electrodo giratorio de plasma - Desintegración centrífuga de masa fundida hilada electrificada
• Condensación de gases inertes - La aleación vaporizada se condensa en nanopartículas

El ajuste de los parámetros de procesamiento, como los caudales de gas, los diferenciales de presión y los perfiles de refrigeración, permite adaptar la distribución del tamaño de las partículas de polvo, la morfología de los granos y las microestructuras internas a los requisitos de la aplicación.

Propiedades de Aluminuro de titanio en polvo

Propiedades físicas

Propiedades mecánicas

Propiedades térmicas

Tabla 2: Resumen de las principales propiedades físicas, mecánicas y térmicas del polvo de aluminuro de titanio

Esta excepcional combinación de baja densidad con resistencia al calor y al medio ambiente facilita su uso en sistemas aeronáuticos, automovilísticos, energéticos y químicos.

Especificaciones

El polvo de aluminuro de titanio está disponible comercialmente y cumple las especificaciones estándar:

Distribución por tamaños

Pureza química

Tabla 3: Gamas de tamaño, contenido de aluminio y niveles de pureza típicos del polvo de aluminuro de titanio

Un control más estricto del tamaño de las partículas, la consistencia de la composición y las impurezas de oxígeno favorece la precisión, pero aumenta los costes.

Fabricantes de polvo de aluminuro de titanio

Los productores especializados ofrecen volúmenes comerciales en todos los perfiles de pureza y tamaño:

Tabla 4: Seleccione fabricantes de polvo de aluminuro de titanio de renombre y precios

Los precios varían en función de las cantidades de compra, los requisitos de ensayo/certificación, la optimización de la aleación personalizada, etc. Solicite directamente los presupuestos actuales. Puede haber muestras pequeñas disponibles.

Aplicaciones de Aluminuro de titanio en polvo

Cuadro 5: Principales áreas de aplicación del aluminuro de titanio aprovechando las propiedades clave del polvo

Su menor peso y su mayor estabilidad ambiental a altas temperaturas, en comparación con los materiales actuales, favorecen su adopción a pesar del mayor coste unitario.

Pros y contras comparativos

Ventajas de los aluminuros de titanio

• Menor densidad que las superaleaciones de níquel - 25-35% menos peso
• Mantiene una resistencia específica superior a 50% hasta 750°C
• Mayor resistencia a la oxidación y a las quemaduras que los aceros
• Transformabilidad en componentes de forma neta

Retos que superar

• Alto coste de los materiales: 5 veces más que las alternativas de acero
• Menores límites de ductilidad/fractura a temperatura ambiente
• Requiere revestimientos protectores en algunas químicas
• Modelización y garantía de calidad en técnicas aditivas

El equilibrio entre las características de rendimiento térmico mejorado y los factores de fabricación y precio por pieza determina la viabilidad de la aplicación.

Preguntas frecuentes

P: ¿Qué industrias utilizan polvo de aluminuro de titanio frente a formas a granel?

R: Las morfologías de polvo fino se adaptan específicamente a la fabricación aditiva para construir componentes aeroespaciales y de automoción complejos. Las formas a granel se utilizan para la metalurgia de lingotes.

P: ¿Qué tratamiento posterior se utiliza en las piezas de aluminuro de titanio de fabricación aditiva?

La mayoría de los componentes de fabricación aditiva requieren prensado isostático en caliente (HIP) y tratamientos térmicos para lograr una consolidación de densidad completa y microestructuras óptimas. A continuación se realiza un mecanizado mínimo.

P: ¿Cuánto tiempo puede durar el polvo de aluminuro de titanio sin usar almacenado herméticamente?

R: Almacenado adecuadamente en entornos inertes, el polvo de aluminuro de titanio dura entre 12 y 24 meses antes de que una oxidación y degradación significativas afecten al flujo o al rendimiento.

P: ¿Cuáles son algunas de las áreas de investigación para mejorar los aluminuros de titanio?

R: Se sigue trabajando en el modelado de la dinámica de solidificación de las técnicas de AM, en la reducción de los costes de material mediante métodos de producción alternativos y en la mejora de la ductilidad a temperatura ambiente.

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