Titanio frente a aluminio:qué metal no ferroso usar

Al elegir un material para una pieza de metal, dos de las consideraciones más importantes son la resistencia y el peso del metal. Muchas aplicaciones requieren alta resistencia y bajo peso, pero encontrar un material que pueda cumplir con ambos requisitos puede ser complicado.

El titanio y el aluminio son dos de los metales más populares conocidos por su alta relación resistencia-peso. Estos metales a menudo se usan cuando el acero u otros materiales comunes son demasiado pesados ​​para la aplicación, por ejemplo, en la industria aeroespacial, donde cada libra de peso aumenta los costos y debe minimizarse tanto como sea posible.

Si bien el titanio y el aluminio son metales fuertes, livianos y no ferrosos, tienen propiedades y aplicaciones muy diferentes. Este artículo comparará y contrastará el titanio con el aluminio en términos de sus propiedades físicas y mecánicas y casos de uso para ayudarlo a elegir cuál de estos metales es el adecuado para su aplicación.

Propiedades de titanio frente a aluminio

Para empezar, veamos las características que tienen en común el titanio y el aluminio. Además de sus excelentes relaciones resistencia-peso, ambos metales tienen una excelente tolerancia al calor y resistencia a la corrosión. Como metales no ferrosos, ninguno es magnético.

Sin embargo, aquí es donde terminan las similitudes. Aunque el aluminio es bastante fuerte en relación con su peso, no es tan fuerte como el titanio. Según el tipo de aleación de aluminio, la resistencia a la tracción del aluminio oscila entre 35 y 80 ksi. El titanio comercialmente puro es comparable a la aleación de aluminio en resistencia, pero la resistencia a la tracción de las aleaciones de titanio como el titanio 6-4 es superior a 160 ksi.

Si bien tanto el titanio como el aluminio son livianos, la densidad del aluminio de aproximadamente 0,1 lb/in3 es significativamente menor que la del titanio de 0,16 lb/in3. Esto significa que una pieza de titanio será más pesada que una de aluminio de tamaño equivalente, pero con titanio, se necesita menos material para lograr la misma resistencia.

Existen más diferencias entre el titanio y el aluminio en lo que respecta a la conductividad eléctrica y térmica. El titanio es un mal conductor, ya que tiene solo alrededor del 3,1% de la conductividad del cobre. El aluminio, por otro lado, es un excelente conductor con alrededor del 64 % de la conductividad del cobre.

Finalmente, existe una gran diferencia en los costos de titanio y aluminio. El aluminio es excepcionalmente barato y abundante, lo que lo convierte en un metal rentable para muchas aplicaciones. El titanio se considera un material relativamente caro. Sin embargo, si bien el titanio agrega costos, puede aumentar el valor, ya que las piezas de titanio son más livianas, fuertes y duraderas que las piezas de aluminio.

Aplicaciones de titanio frente a aluminio

El aluminio es el metal más abundante en la Tierra, por lo que tiene sentido que tenga una amplia gama de usos. El aluminio se puede encontrar en casi cualquier aplicación que requiera poco peso y alta resistencia, incluidos aviones, materiales de construcción, cuadros de bicicletas, barcos y cuadros de automóviles. Algunas de las aleaciones más fuertes se utilizan para moldes para plásticos. Debido a su conductividad y bajo costo, el aluminio se usa comúnmente en aplicaciones que requieren alta conductividad, como cableado eléctrico, intercambiadores de calor y utensilios de cocina.

El titanio también se usa para aviones y vehículos cuando se requiere una resistencia aún mayor. El titanio es biocompatible, por lo que a menudo se usa en aplicaciones médicas como reemplazos articulares, marcapasos, placas craneales e implantes dentales.

Las cualidades compartidas del aluminio y el titanio los convierten en materiales valiosos en aplicaciones químicas, marinas, automotrices y aeroespaciales, donde la fuerza, el peso y la resistencia a la corrosión son las consideraciones más importantes. En estos casos, la elección de titanio frente a aluminio a menudo se reduce al espacio y al costo. Cuando la relación resistencia-peso debe ser lo más alta posible, el titanio es la opción superior y puede manejar requisitos de alta resistencia mientras ocupa menos espacio que el aluminio. Sin embargo, cuando la relación resistencia-peso del aluminio es adecuada para la aplicación, tiende a ser una opción más rentable.

Otro factor a la hora de elegir entre titanio y aluminio son los residuos de mecanizado. Si bien el mecanizado de aluminio económico no es un gran problema, el titanio es más valioso y los costos del material pueden acumularse rápidamente. Por esta razón, el aluminio se utiliza a menudo como material de creación de prototipos para piezas que se fabricarán con titanio en la producción.

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