Atributo
El titanio, un elemento metálico, es reconocido por su alta relación resistencia-peso. Es un metal fuerte, de baja densidad, bastante dúctil (especialmente en un ambiente libre de oxígeno), brillante y de color blanco metálico. El punto de fusión relativamente alto (más de 1650 °C o 3000 °F) lo hace útil como metal refractario. Es paramagnético y tiene una conductividad eléctrica y térmica bastante baja.
Los grados comerciales (99,2% de pureza) de titanio tienen una resistencia máxima a la tracción de aproximadamente 434 MPa (63.000 psi), igual a la de las aleaciones de acero comunes de baja calidad, pero son menos densas. El titanio es un 60 % más denso que el aluminio, pero más del doble de resistente que la aleación de aluminio 6061-T6 más utilizada. Ciertas aleaciones de titanio (por ejemplo, Beta C) alcanzan resistencias a la tracción de más de 1400 MPa (200 000 psi). Sin embargo, el titanio pierde fuerza cuando se calienta por encima de 430 °C (806 °F).
El titanio no es tan duro como algunos grados de acero tratado térmicamente, no es magnético y es un mal conductor del calor y la electricidad. El mecanizado requiere precauciones, porque el material podría irritarse si no se utilizan herramientas afiladas y métodos de enfriamiento adecuados. Al igual que las fabricadas en acero, las estructuras de titanio tienen un límite de fatiga que garantiza la longevidad en algunas aplicaciones. Las aleaciones de titanio tienen menos rigidez que muchos otros materiales estructurales como las aleaciones de aluminio y la fibra de carbono.
El metal es un alótropo dimórfico de forma α hexagonal que cambia a una forma β cúbica (retícula) centrada en el cuerpo a 882 °C (1620 °F). El calor específico de la forma α aumenta drásticamente a medida que se calienta a esta temperatura de transición, pero luego cae y permanece bastante constante para la forma β independientemente de la temperatura. Al igual que el circonio y el hafnio, existe una fase omega adicional, que es termodinámicamente estable a altas temperaturas. presiones, pero es metaestable a presiones ambientales. Esta fase suele ser hexagonal (ideal) o trigonal (distorsionada) y se puede considerar que se debe a un fonón acústico longitudinal suave de la fase β que provoca el colapso de los planos de los átomos.
Al igual que el aluminio y el magnesio, el titanio metálico y sus aleaciones se oxidan inmediatamente al exponerse al aire. El titanio reacciona fácilmente con el oxígeno a 1200 °C (2190 °F) en el aire y a 610 °C (1130 °F) en oxígeno puro, formando dióxido de titanio. Sin embargo, reacciona lentamente con el agua y el aire a temperatura ambiente porque forma una capa de óxido pasivo que protege el metal en masa de una mayor oxidación. Cuando se forma por primera vez, esta capa protectora tiene solo entre 1 y 2 nm de espesor, pero continúa creciendo. despacio; alcanzando un espesor de 25 nm en cuatro años.
La pasivación atmosférica confiere al titanio una excelente resistencia a la corrosión, casi equivalente a la del platino, capaz de resistir el ataque de los ácidos sulfúrico y clorhídrico diluidos, soluciones de cloruro y la mayoría de los ácidos orgánicos. Sin embargo, el titanio se corroe con ácidos concentrados. Como lo indica su potencial redox negativo, el titanio es termodinámicamente un metal muy reactivo que arde en una atmósfera normal a temperaturas más bajas que el punto de fusión. La fusión sólo es posible en atmósfera inerte o al vacío. A 550 °C (1022 °F), se combina con el cloro. También reacciona con los otros halógenos y absorbe hidrógeno.
El titanio es uno de los pocos elementos que se quema en gas nitrógeno puro y reacciona a 800 °C (1470 °F) para formar nitruro de titanio, que provoca fragilidad. Debido a su alta reactividad con el oxígeno, el nitrógeno y algunos otros gases, los filamentos de titanio se aplican en bombas de sublimación de titanio como eliminadores de estos gases. Estas bombas producen de forma económica y fiable presiones extremadamente bajas en sistemas de vacío ultraalto.
