Punto de fusión del titanio – Guía completa para metalúrgicos

El titanio es un metal puro de color platino. Es ligero pero muy denso y, por lo tanto, tiene una resistencia aumentada. También es resistente a elementos corrosivos. Es un metal duradero que se puede usar en una variedad de aplicaciones.

Cuál es el punto de fusión del titanio?

El punto de fusión del titanio puede variar según la calidad del titanio que tenga. Su punto de fusión oscila entre 1660 y 1680 °C (3020 a 3056 °F). El punto de fusión del titanio es relativamente alto en comparación con otros metales.

El punto de fusión indica la temperatura a la que el estado de un metal pasa de sólido a líquido.

Por encima de este punto, el metal, en este caso el titanio, perderá todas sus propiedades beneficiosas, incluida su alta resistencia. Por lo tanto, es mejor tener en cuenta el punto de fusión del titanio al usarlo en un ambiente de alta temperatura. Dependiendo de la calidad del titanio, su punto de fusión también puede variar.
Figura-1-Punto de fusión del titanio Punto de fusión del titanio[/caption>

¿Por qué el titanio tiene un punto de fusión alto?

El titanio tiene la mayor relación resistencia-peso. El metal es muy denso y muy fuerte. Típicamente, la habilidad de un metal para resistir la deformación se correlaciona con su punto de fusión, a mayor resistencia, mayor punto de fusión.

Debido a su alta densidad, el titanio tiene una resistencia aumentada a la fluencia o al desgaste causado por el estrés, lo que significa que permanece intacto durante periodos muy largos. Esta resistencia a la deformación también contribuye a su alto punto de fusión.

El titanio tiene una baja conductividad eléctrica y térmica, lo que aumenta el nivel de acumulación de calor que puede ser sostenido por el titanio antes de alcanzar su punto de fusión.

Importancia de conocer el punto de fusión del titanio

El titanio se utiliza ampliamente por su resistencia a altas temperaturas, como lo demuestra su alto punto de fusión. Es ligero y maleable pero tiene una alta resistencia a la fluencia. También es resistente a la corrosión.

Estos factores hacen del titanio un metal adecuado para su uso en aplicaciones como barcos de guerra, motores de aeronaves, misiles, naves espaciales y tuberías para centrales eléctricas.

Es vital conocer el punto de fusión del titanio para asegurarse de que la aplicación para la que lo está utilizando no falle cuando se somete a temperaturas por encima de su punto de fusión. Esto puede llevar a accidentes evitables.

Puntos de fusión de aleaciones de titanio

Al igual que la mayoría de los metales, el titanio puro puede fusionarse con otros elementos para aumentar propiedades como aumentar su resistencia y resistencia a la corrosión. Estas aleaciones se clasifican en tres grupos principales.

Las aleaciones alfa, aleación beta y el tercer grupo son una combinación de las aleaciones alfa y beta. Hay varios grados de aleaciones de titanio dependiendo del porcentaje de elementos incorporados en las aleaciones de titanio.

Aleaciones Alfa

Estas aleaciones comprenden titanio combinado con aluminio y estaño. Estas aleaciones tienen una resistencia aumentada a la fluencia incluso a temperaturas elevadas.

Tienen un punto de fusión de 1590 °C o 2890 °F. El punto de fusión depende de la composición de la aleación. Diferentes grados pueden tener diferentes puntos de fusión. Dadas sus altas resistencia a la corrosión y alto punto de fusión, estas aleaciones suelen usarse en entornos con altas temperaturas.

A pesar de su aumento en resistencia a la corrosión y alto punto de fusión, tienen baja o mediana resistencia.

Aleaciones Beta

Las aleaciones beta están compuestas por varios elementos, incluyendo vanadio, niobio y molibdeno. Estas aleaciones pueden endurecerse con facilidad. El tratamiento térmico también se puede utilizar para aumentar la resistencia de las aleaciones beta.

Las aleaciones beta son altamente maleables y tienen una resistencia aumentada a las fracturas. Al igual que las aleaciones alfa, hay diferentes grados de aleaciones beta que difieren en el punto de fusión según su composición. El punto de fusión promedio de las aleaciones beta es de 1555 a 1650 °C o 2831 a 3000 °F.

Aleaciones Alfa+Beta

Estas aleaciones son una combinación de los elementos encontrados en las aleaciones alfa y beta. A menudo se utilizan para aplicaciones industriales de alta temperatura. Se pueden someter a tratamiento térmico para aumentar su resistencia.

Tienen una resistencia media a alta. Las aleaciones alfa beta tienen un alto punto de fusión, incluso más alto que el titanio puro vendido comercialmente. Hay diferentes grados que pueden diferir en el punto de fusión. Su punto de fusión varía de 1627 a 1649 °C o 2960 a 3000 °F.

figura-2-Materiales metalúrgicos y aleaciones de titanio Materiales metalúrgicos y aleaciones de titanio

Factores que afectan el punto de fusión del titanio

Varios factores afectan el punto de fusión del titanio. Estos factores incluyen:

Presión externa

El titanio tiene una conductividad térmica y eléctrica relativamente baja. Durante la expansión térmica, la presión interna del metal disminuye a medida que se expande. Una baja presión a menudo conduce a una reducción en el punto de fusión de un metal.

Del mismo modo, si la presión aumenta externamente o a través de la aleación con elementos que pueden resistir la presión, el punto de fusión aumentará.

Tipo de enlaces

El titanio tiene una estructura cristalina mantenida por un fuerte enlace covalente que tiene fuerzas de atracción fuertes. Los fuertes enlaces covalentes ayudan en su solidez, estabilidad química y alto punto de fusión. Cuanto más fuerte sea la fuerza de atracción, mayor será el punto de fusión.

Otros metales presentes

El punto de fusión del titanio puro ronda los 1660 °C. La aleación alfa+beta es una de las aleaciones con el punto de fusión más alto, que oscila alrededor de 1627.
Diferentes elementos como vanadio, niobio y molibdeno pueden fusionarse con titanio para mejorar algunas de las propiedades del titanio.

A pesar de que estas aleaciones sirven a un propósito, siguen siendo materiales extranjeros y, como tales, pueden clasificarse como impurezas. Algunos elementos pueden ayudar a elevar el punto de fusión, pero en última instancia, cuanto mayor sea el porcentaje de impurezas en el titanio, menor será su punto de fusión.

Punto de Fusión del Titanio vs. Otros Metales

Diferentes metales tienen diferentes puntos de fusión. Los puntos de fusión pueden diferir dependiendo de sus propiedades físicas y químicas.

Titanio

El titanio es un metal puro que es ligero pero tiene una conductividad térmica y eléctrica relativamente baja. Estas propiedades permiten que el titanio almacene más calor y, por lo tanto, tenga un punto de fusión mucho más alto.

El punto de fusión del titanio varía de 1660 a 1680 °C dependiendo de la calidad. Sus aleaciones también tienen diferentes puntos de fusión dependiendo de la composición de la aleación.

Acero

El acero es una fusión de hierro y carbono. El hierro es el elemento principal del acero y se alea con carbono. El hierro es denso pero tiene una alta conductividad térmica que disminuye su punto de fusión. El carbono presente también disminuye el punto de fusión del acero. Su punto de fusión varía de 1370 °C a 1520 °C.

Cobre

El cobre es un metal puro que tiene una alta conductividad térmica. Los metales con alta conductividad térmica a menudo son susceptibles a altas temperaturas y, como tales, tienen puntos de fusión más bajos en comparación con otros metales. El cobre tiene un punto de fusión de 1.085 °C.

figura-3-punto-de-fusión-del-cobre Punto de Fusión del Cobre

Latón

El latón es una aleación formada a partir de una combinación de zinc y cobre. El cobre tiene un punto de fusión bajo en comparación con otros metales. Agregar zinc al cobre disminuye el punto de fusión de la aleación. El punto de fusión del latón varía de 900 °C a 940 °C.

Bronce

El bronce es una aleación de diferentes metales. El metal principal utilizado para hacer bronce es el cobre. Incorporan diferentes porcentajes de elementos como aluminio, manganeso, zinc, estaño o níquel.

Dependiendo de la composición del latón, su punto de fusión puede variar de 850 °C a 1000 °C. Con el cobre siendo su metal principal, el punto de fusión del bronce sigue siendo relativamente bajo.

Aluminio

El aluminio es un metal puro. Es ampliamente disponible y, por lo tanto, se usa comúnmente. El aluminio tiene una alta conductividad térmica y una densidad relativamente baja. Dado que estos factores llevan a puntos de fusión bajos, el aluminio tiene un punto de fusión considerablemente bajo. El punto de fusión del aluminio varía de 660 °C.

Hierro

El hierro es un metal de transición. Tiene una estructura muy densa que lo hace fuerte pero tiene una baja conductividad térmica. Su densidad junto con una baja conductividad térmica resulta en un alto punto de fusión. Su punto de fusión es de 1538 °C o 2800 °F.

figura-4-punto-de-fusión-del-hierro Punto de Fusión del Hierro

Níquel

El níquel es un metal de transición resistente. Está compuesto por fuertes enlaces covalentes y metálicos. Sus fuertes enlaces no se pueden romper fácilmente y, como tal, ayudan a tener un punto de fusión elevado. El níquel tiene un punto de fusión de 1.455 °C.

Otras Propiedades Térmicas del Titanio

El titanio tiene una conductividad térmica relativamente baja. Junto con una baja conductividad eléctrica, le permite acumular mucho calor antes de llegar a su punto de fusión.

A pesar de tener un alto punto de fusión, no elimina fácilmente el calor rápidamente. Sin embargo, puede permanecer fuerte incluso a altas temperaturas.

Cuando el titanio se expone a altas temperaturas, forma una capa protectora de óxido. Este proceso de oxidación le permite resistir la corrosión también.

Propiedades Térmicas para el Titanio Propiedades Térmicas para el Titanio

Conclusión

El titanio tiene un alto punto de fusión. Es ligero pero aún resistente. Estas propiedades, junto con su baja conductividad térmica y eléctrica, hacen del titanio un metal versátil que puede ser utilizado para una variedad de aplicaciones. Conocer el punto de fusión del titanio y sus aleaciones es esencial, ya que te permitirá tomar decisiones informadas al comprar tu titanio para diferentes aplicaciones.

Más Recursos:

Puntos de Fusión de los Metales – Fuente: KDMFAB

Punto de Fusión del Cobre – Fuente: KDMFAB

Punto de Fusión del Acero – Fuente: KDMFAB

Metal de Titanio – Fuente: Directorio IQS

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