Atributo
Elemento metálico, o titânio é reconhecido por sua alta relação resistência/peso. É um metal forte, de baixa densidade, bastante dúctil (especialmente em um ambiente livre de oxigênio), brilhante e de cor branca metálica. O ponto de fusão relativamente alto (mais de 1.650 °C ou 3.000 °F) o torna útil como metal refratário. É paramagnético e tem condutividade elétrica e térmica bastante baixa.
Os graus comerciais (99,2% puros) de titânio têm resistência à tração final de cerca de 434 MPa (63.000 psi), igual à das ligas de aço comuns de baixo grau, mas são menos densos. O titânio é 60% mais denso que o alumínio, mas duas vezes mais forte que a liga de alumínio 6061-T6 mais comumente usada. Certas ligas de titânio (por exemplo, Beta C) atingem resistência à tração superior a 1.400 MPa (200.000 psi). No entanto, o titânio perde resistência quando aquecido acima de 430 °C (806 °F).
O titânio não é tão duro quanto alguns tipos de aço tratado termicamente, não é magnético e é um mau condutor de calor e eletricidade. A usinagem requer precauções, pois o material pode desgastar se ferramentas afiadas e métodos de resfriamento adequados não forem usados. Assim como as feitas de aço, as estruturas de titânio possuem um limite de fadiga que garante longevidade em algumas aplicações. As ligas de titânio têm menos rigidez do que muitos outros materiais estruturais, como ligas de alumínio e fibra de carbono.
O metal é um alótropo dimórfico de forma hexagonal α que muda para uma forma β cúbica (rede) de corpo centrado a 882 °C (1.620 °F). O calor específico da forma α aumenta dramaticamente à medida que é aquecido a esta temperatura de transição, mas depois cai e permanece razoavelmente constante para a forma β, independentemente da temperatura. Semelhante ao zircônio e ao háfnio, existe uma fase ômega adicional, que é termodinamicamente estável em altas temperaturas. pressões, mas é metaestável às pressões ambientais. Esta fase é geralmente hexagonal (ideal) ou trigonal (distorcida) e pode ser considerada devida a um fônon acústico longitudinal suave da fase β causando o colapso dos planos dos átomos.
Assim como o alumínio e o magnésio, o titânio metálico e suas ligas oxidam imediatamente após exposição ao ar. O titânio reage prontamente com o oxigênio a 1.200 °C (2.190 °F) no ar e a 610 °C (1.130 °F) em oxigênio puro, formando dióxido de titânio. No entanto, é lento para reagir com a água e o ar em temperaturas ambientes porque forma um revestimento de óxido passivo que protege o metal a granel de oxidação adicional. Quando se forma pela primeira vez, esta camada protetora tem apenas 1–2 nm de espessura, mas continua a crescer devagar; atingindo uma espessura de 25 nm em quatro anos.
A passivação atmosférica confere ao titânio excelente resistência à corrosão, quase equivalente à platina, capaz de resistir ao ataque de ácidos sulfúrico e clorídrico diluídos, soluções de cloreto e a maioria dos ácidos orgânicos. No entanto, o titânio é corroído por ácidos concentrados. Conforme indicado pelo seu potencial redox negativo, o titânio é termodinamicamente um metal muito reativo que queima em atmosfera normal a temperaturas mais baixas do que o ponto de fusão. A fusão só é possível em atmosfera inerte ou no vácuo. A 550 °C (1.022 °F), combina-se com o cloro. Também reage com outros halogênios e absorve hidrogênio.
O titânio é um dos poucos elementos que queima em gás nitrogênio puro, reagindo a 800 °C (1.470 °F) para formar nitreto de titânio, o que causa fragilização. Devido à sua alta reatividade com oxigênio, nitrogênio e alguns outros gases, os filamentos de titânio são aplicados em bombas de sublimação de titânio como eliminadores desses gases. Essas bombas produzem de maneira econômica e confiável pressões extremamente baixas em sistemas de ultra-alto vácuo.
