Propiedades de tracción de la aleación de alfa titanio de fabricación aditiva Las aleaciones alfa de titanio generalmente contienen solo una cantidad muy pequeña de fase beta (menos del 5 % en volumen) a temperatura ambiente. Por lo general, se componen de una alta concentración de estabilizadores alfa (Al, Zr, Sn) y se agrega una pequeña cantidad de estabilizadores beta (Mo, Ta, Nb, W, V, Cr, Ni, Mn, Co, Fe). Las aleaciones comerciales de alfa titanio incluyen principalmente Τi-8Al-1Mo-1V,Ti-5Al-2.5Sn,Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti-6242),Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V (TA15) y Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-0.7Nb - 0.5Mo - 0.35Si. - 0.06 -C (IMI 834), etc.
Como resultado de la escasez de elementos estabilizadores beta, las aleaciones de titanio alfa tienen temperaturas de transformación de fase beta más altas que las otras dos clases de aleaciones. Por lo tanto, la aleación de alfa titanio posee una resistencia a la fluencia satisfactoria y una estabilidad mecánica razonable a altas temperaturas (hasta ~ 600 grados) y esto la convierte en un candidato adecuado para piezas de motores de turbina. Por ejemplo, la aleación IMI 834 se ha utilizado con mucho éxito para el disco del compresor y el eje trasero del motor Trent 700 del avión Airbus A330, donde la temperatura de trabajo alcanza hasta 600 grados. Y también, debido al bajo DBTT (generalmente por debajo de -150 grados) de la fase alfa, la aleación de titanio alfa es el material estructural más prometedor para aplicaciones de baja temperatura y se ha utilizado en ingeniería energética de baja temperatura (como impulsores de bombas de hidrógeno líquido) durante mucho tiempo.
In the sedimentary state, there are significant differences in the tensile strength of different L-PBF α titanium alloys, with CP Ti having the lowest ultimate tensile strength (UTS) (about 700 MPa), while Ti-6242S has the highest UTS (>1500 MPa). El alargamiento total (EL) de la mayoría de las aleaciones de titanio sedimentarias L-PBF es relativamente constante, normalmente por debajo del 10%. Una excepción es CP Ti, cuyo EL es superior al 20%.
Después del recocido en el rango de 490-890 grados, la plasticidad de L-PBF CP Ti solo aumentó ligeramente (dentro del 3%), mientras que su resistencia continuó disminuyendo al aumentar la temperatura del tratamiento térmico. Por el contrario, L-PBF Ti-6242 puede aumentar su UTS de 1381 MPa en estado sedimentario a 1438 MPa mediante tratamiento de envejecimiento directo. Este es uno de los pocos estudios que ha mejorado con éxito la resistencia de la aleación de titanio L-PBF mediante tratamiento térmico, aunque esto va acompañado de una disminución significativa de la plasticidad (L-PBF Ti-6242 se fractura antes de ceder). A través de procesos de tratamiento térmico más optimizados, incluido el tratamiento de envejecimiento de solución comúnmente utilizado y nuevos métodos de calentamiento cíclico, la aleación de titanio L-PBF puede lograr una mejor combinación de resistencia y plasticidad. Por ejemplo, después de 140 minutos de tratamiento térmico cíclico entre 960 y 860 grados, el alargamiento total de L-PBF Ti-6242 se puede aumentar significativamente a más o igual al 15%, mientras que el valor del límite elástico es mayor o igual a 1000 MPa.
Además, tanto en el estado depositado como en el post-tratamiento, la aleación de titanio L-PBF exhibe una anisotropía significativa en las propiedades de tracción. Para las aleaciones de alfa titanio producidas utilizando técnicas de fabricación aditiva distintas del L-PBF, actualmente solo una pequeña cantidad de investigación se ha centrado en materiales como CP Ti, Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V y Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, y sus propiedades mecánicas son generalmente mediocres.
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