Titanio análisis estructural

Conceptualización Particular de la Propiedad Estructural: DUCTILIDAD en aleación de Titanio (Barras) Grado 5 (Ti A6-V4)

Materiales Dúctiles son aquellos cuya rotura se presenta de forma casi cónica, al existir deslizamientos del material sobre superficies oblicuas (aproximadamente a 45°), lo cual conlleva a establecer que son los Esfuerzos Cortantes los causantes de las fallas en este tipo de materiales (falla dúctil).

En los Materiales Dúctiles se puede tener aún más capacidad de deformación (mayor ductilidad), si el material es sometido a tensión axial, teniéndose por lo tanto ruptura retardada hasta llegar al estrangulamiento

La ductilidad es la propiedad que tienen los metales y aleaciones que, bajo la acción de una fuerza, pueden estirarse sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos. A los metales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles.

La aleación Ti A6-V4 posee las mejores características como ductilidad y resistencia, debido a que se le aumenta la cantidad de oxígeno para que su ductilidad baje y a su vez aumente su resistencia.

Los datos de propiedades de tracción de las aleaciones de Ti-6Al-4V hechas de elementos mezclados y polvos prealeados, incluido el aditivo fabricado a partir de polvos, así como el fabricado con polvos de hidruro de titanio, han sido mapeados en forma de dominios de ductilidad y resistencia. En base a esto, la porosidad y la microestructura han sido identificadas como las variables dominantes que controlan tanto la resistencia como la ductilidad a la tracción de los materiales finales consolidados. El principal hallazgo es que la ductilidad a la tracción del titanio es más sensible a la presencia de poros. Se enfatiza la importancia de los poros o defectos de tamaño extremo para inducir grandes variaciones en la ductilidad. Sin embargo, se ha encontrado que la resistencia a la tracción depende solo débilmente de la porosidad. El efecto de la microestructura sobre las propiedades queda enmascarado por las variaciones en la porosidad y, en cierta medida, por el nivel de oxígeno.

CAUSAS

En un metal, los electrones actúan como un pegamento flexible que mantiene los núcleos atómicos juntos, los cuales pueden desplazarse unos sobre otros, esto provoca la ductilidad de los materiales y en caso particular, de la aleación de Titanio grado 5.

Dentro del área aeroespacial es especialmente utilizado para la creación de partes como hojas, discos, anillos.

EFECTOS

Como consecuencia del desplazamiento de los núcleos atómicos, los cuales permiten la ductilidad, los cristales metálicos se pueden deformar sin romperse. Considerando el área médica, en la que se usan tornillos de esta aleación, se aprovecha la ductilidad de éste material, la que combina muy bien su baja capacidad de deformarse y su alta resistencia

INCIDENCIA EN EL COMPORTAMIENTO

En el caso del titanio, la cantidad de oxígeno que este posea define la ductilidad que presentará. A mayor cantidad de oxígeno, menor será su ductilidad. La aleación Ti 6A-4V presenta propiedades que alcanzan cierto equilibrio, lo que logra combinar alta resistencia con buena ductilidad.

INFLUENCIA

Debido a las propiedades que presenta la aleación de titanio grado 5, entre estas la ductilidad, permite que sea la más utilizada entre las aleaciones de titanio. En el área aeroespacial se da su mayor aplicación, ya que al ser un material que soporta grandes cantidades de temperatura, no pierde su ductilidad.

Para hacer un análisis más a fondo de la ductilidad en la aleación de titanio grado 5, se toma como referencia el ensayo a tensión realizado en una probeta es éste material.

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A partir de la gráfica obtenida se procede a analizar las propiedades que posee el material en cuestión:

ENSAYO A TENSIÓN TITANIO GRADO 5 Ti 6Al-4V

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