Com o amadurecimento de tecnologias como metalurgia do pó e fabricação aditiva, as propriedades de dureza das ligas de titânio alcançarão novos avanços.
A dureza deligas de titânioé significativamente afetado pela composição da liga, processo de tratamento térmico e métodos de teste. Tomando notas comuns como exemplos:
• Ti-6Al-4V: A dureza recozida varia de HRC30-38 a HV286-351. Apresenta excelente equilíbrio entre resistência e tenacidade e é amplamente utilizado em componentes estruturais aeroespaciais.
• Titânio puro: HV140-226, com menor dureza, mas excelente resistência à corrosão, comumente utilizado em equipamentos químicos.
• Ligas de titânio-de alta temperatura: como UNS R55400, cuja dureza é aumentada para acima de HRC40 pela adição de elementos metálicos raros, atendendo aos requisitos de condições extremas de trabalho na extração de petróleo e gás. A vantagem de dureza das ligas de titânio se reflete em:
• Resistência ao desgaste: A liga de titânio Ti-6Al-4V alcança redução de atrito e resistência ao desgaste em ambientes de atrito moderado (como pás de motores aeroespaciais) através de filme de óxido de superfície (TiO₂). A taxa de desgaste aumenta com o aumento da carga e da velocidade, mas a dureza superficial pode ser melhorada ainda mais pelo tratamento de nitretação;
• Sinergia de resistência-plasticidade: a nova liga de titânio de ultra{1}}alta resistência alcança avanços em resistência à tração maior ou igual a 1.500 MPa, limite de escoamento maior ou igual a 1.400 MPa e alongamento maior ou igual a 5% por meio da tecnologia de controle de microestrutura em escala-cruzada, fornecendo soluções de materiais para produtos eletrônicos de consumo 3C (como dobradiças para telefones com tela dobrável).
• Aeroespacial: Titanium Home destaca que a alta resistência específica (relação entre resistência-e-densidade) das ligas de titânio as torna o material preferido para componentes importantes, como pás de motores de aeronaves e trens de pouso. Por exemplo, um determinado modelo de aeronave reduziu seu peso em 5 toneladas e aumentou sua capacidade de passageiros em mais de 100 usando a liga de titânio Ti-6Al-4V.
• Extração de petróleo e gás: para o ambiente corrosivo de poços de alta-temperatura e alta-pressão, os Estados Unidos desenvolveram uma nova geração de liga de titânio do tipo + de alta-resistência e corrosão-, UNS R55400. Sua dureza e resistência à fluência são significativamente superiores aos materiais tradicionais, mas seu custo é alto. As equipes de pesquisa nacionais estão trabalhando para reduzir os custos de fabricação, otimizando a composição da liga.
• Biomedicina: Após o tratamento de superfície, a resistência ao desgaste da liga de titânio Ti-6Al-4V é melhorada em 30%, reduzindo efetivamente a geração de partículas de desgaste em articulações artificiais e prolongando a vida útil dos implantes.
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