Titânio: A Escolha Leve e Durável para Componentes Aeroespaciais

A postagem mais recente em nossa série de blog Ciência dos Materiais nos leva ao mundo da usinagem. Aqui, analisamos o titânio de alta resistência e detalhamos os benefícios e fraquezas para ajudar você a decidir se este é o material certo para seu próximo projeto de usinagem.

Titânio é uma opção de material popular para peças que exigem resistência e resistência à corrosão com baixo peso, como esta peça do quadro de bicicleta dobrável da Helix.

Propriedades e Especificações

Na Protolabs, oferecemos material de titânio Grau 5 6Al-4V para impressão 3D de metal, fresamento CNC e torneamento CNC. Este post focará na liga grau 5 usada em projetos de usinagem. A liga de titânio forjada é o grau mais amplamente usado e é uma liga bifásica, Alfa-Beta, com alumínio como estabilizador alfa e vanádio como estabilizador beta.

O Titânio Grau 5 6Al-4V oferece resistência muito alta, durabilidade e propriedades resistentes à corrosão e pode ser usado em uma ampla gama de temperaturas, desde criogênicas (aproximadamente -150°C) até 800°F (427°C). Essas propriedades o tornam uma boa escolha para uma variedade de aplicações, incluindo fixadores, vasos de pressão e forjamentos críticos que exigem altas relações resistência-peso.

A baixa expansão térmica do titânio, com ponto de fusão em torno de 3.000°F (1.650°C), significa que ele mantém sua forma bem quando exposto ao calor. A liga é usada em condição recozida ou solução e envelhecida, registrando 30-34 e 35-39 respectivamente na escala de dureza HRC.

Titânio e a Indústria Aeroespacial

Conforme o Global Aerospace and Defense Industry Outlook 2019 da Deloitte indica, à medida que o crescimento ascendente continua a tender para as indústrias aeroespacial e de defesa, a demanda de produção continua a aumentar também. E, ao projetar para aplicações aeroespaciais e de defesa, a seleção de material é crítica. Para componentes que deixam a Terra, redução de componentes e leveza é fundamental. Designers e engenheiros de peças neste espaço sabem quantas onças de combustível são necessárias para voar um grama de peso, então pequenas reduções geram grandes ganhos.

O fato de o Titânio Grau 5 6Al-4V ser leve, enquanto ainda oferece alta resistência e resistência à temperatura, o torna especialmente popular nas indústrias de aviação e aeroespacial. Aplicações comuns incluem pás de compressor, discos e anéis para motores a jato; componentes de fuselagem e cápsulas espaciais; caixas de motor de foguete; e cubos de rotor de helicóptero. No entanto, tanto quanto ostenta alta resistência à temperatura e corrosão, o titânio é um condutor elétrico igualmente pobre, tornando-o uma opção ruim em aplicações elétricas. Também é mais caro comparado a outros metais leves, como alumínio.

Oferecemos Tipo I, Não-RoHS (Amarelo); Tipo II, RoHS (Transparente); Classe 1A (proteção máxima, pintado ou não); e Classe 3 (proteção máxima onde baixa resistência elétrica requerida) opções de revestimento.

Opções de Acabamento Adicionam Resistência Extra

Revestimento cromado é uma ótima maneira de proteger suas peças usinadas de titânio contra desgaste geral. E, como a aparência do titânio grau 5 varia dependendo de quanto foi alterado, variando de cinza opaco em forma bruta a prata brilhante quando liso, o revestimento é uma boa maneira de criar uma aparência cosmética aprimorada e consistente.

O revestimento cromado é um revestimento de conversão, significando que o processo altera o caráter químico da superfície, transformando-a em óxido de alumínio. Sua camada protetora fornece resistência à corrosão e uma aparência cosmética melhorada para peças metálicas. Isso difere do processo de anodização — disponível para peças de alumínio — no qual a peça é colocada em um banho ácido enquanto a eletricidade passa entre o metal — atuando como um ânodo carregado positivamente — e o banho ácido rico em oxigênio. Dentro do circuito elétrico, opostos se atraem e o oxigênio se liga ao metal, formando uma camada protetora mais espessa na superfície para fornecer proteção contra desgaste e corrosão.

Para mais informações sobre nossos materiais de fabricação, visite nosso Guia de Comparação de Materiais, ou peça um seletor gratuito de materiais para usinagem CNC. O guia de referência rápida tamanho de bolso ajuda você a identificar os materiais certos para seu próximo projeto, listando medições específicas de propriedades para garantir que você tenha o material e processo mais adequados para a aplicação da sua peça.