La barra de titanio recocido es la opción predeterminada para el mecanizado y para la mayoría de las especificaciones médicas y químicas, porque las propiedades se repiten de una colada a otra. La barra tratada por solubilización y envejecimiento aumenta la resistencia, normalmente hasta unos 1100 MPa en Grade 5 frente a aproximadamente 895 MPa en estado recocido, a costa de la ductilidad y la mecanizabilidad.
La calidad y la norma indican a un proveedor qué el titanio es. No indican al taller cómo se comportará en el torno ni cuál será la resistencia de la pieza terminada: eso lo determina la condición. Dos barras idénticas de Ti-6Al-4V conforme a la misma especificación ASTM B348 pueden diferir en 250 MPa de límite elástico dependiendo únicamente de cómo fueron tratadas térmicamente. Omitir la “condición” en un pedido es una de las formas más comunes de que un pedido de titanio llegue técnicamente correcto pero inadecuado para el trabajo.
Condición de tratamiento térmico: recocido frente a tratado en solución y envejecido
Para Ti-6Al-4V (Grade 5), las dos condiciones que especificará con mayor frecuencia son recocida y tratado en solución y envejecido (STA).
| Propiedad (Ti-6Al-4V típico) | Recocido | Tratado en solución & envejecido (STA) |
|---|---|---|
| Límite elástico | ~828 a 895 MPa (120 a 130 ksi) | ~1100 a 1170 MPa (160 a 170 ksi) |
| Ductilidad / tenacidad | Mayor | Menor |
| Mecanizabilidad | Más predecible, más gomoso | Más duro, más abrasivo para las herramientas |
| Soldabilidad | Preferido | Posible, pero la respuesta al envejecimiento en la soldadura cambia |
| Límite de tamaño de sección | Cualquier tamaño | Limitada; las secciones gruesas no se endurecen completamente en toda su sección |
| Uso típico | Aplicaciones estructurales generales, piezas mecanizadas, conjuntos soldados | Accesorios de alta resistencia, elementos de fijación, secciones pequeñas/medias |
El recocido es la condición estándar más utilizada: más dúctil, más tolerante a la soldadura y la condición adecuada para la mayoría de las piezas mecanizadas y fabricadas (véase por qué en mecanizado de Ti-6Al-4V). STA aporta aproximadamente un 30% más de resistencia, pero se paga con ductilidad, mecanizabilidad y un límite real de espesor de sección, la templabilidad de la aleación significa que una barra de gran diámetro no envejecerá uniformemente hasta el centro. Las calidades comercialmente puras (1 a 4) son monofásicas y no se refuerzan de esta manera; se suministran recocidas.
Condición superficial y dimensional, la otra mitad de la especificación
La «condición» también abarca cómo se han acabado la superficie y el tamaño de la barra. Esto determina si puede sujetarla en el mandril y mecanizarla, o si primero debe limpiarla y rectificarla.
| Estado de suministro | Qué indica la guía |
|---|---|
| En bruto de forja / en bruto de laminación | cascarilla de laminación, una capa enriquecida en oxígeno capa alfa, tolerancia amplia y un margen de mecanizado. Material más económico, mayor preparación. |
| Decapado | cascarilla y capa alfa eliminadas químicamente; superficie limpia, lista para mecanizar. |
| Torneado / descortezado | diámetro saneado, cascarilla eliminada, mejor redondez. |
| Rectificado sin centros / acabado en frío | tolerancia de diámetro ajustada y superficie lisa, para piezas mecanizadas cerca del tamaño de barra o utilizadas tal cual. Más costoso, menor preparación. |
Qué incluir realmente en el pedido
| Campo que debe indicarse | Qué indica la guía |
|---|---|
| Calidad + norma | p. ej., Ti-6Al-4V, ASTM B348 (o AMS 4928 para la especificación de barras aeroespaciales). |
| Condición de tratamiento térmico | recocido o STA. No lo deje en blanco; «recocido» si no está seguro. |
| Condición superficial | decapado, torneado o rectificado, y si debe eliminarse la capa alfa. |
| Tolerancia de diámetro + rectitud | una tolerancia más estrecha cuesta más; adáptela al proceso de mecanizado: mecanizado integral o forma casi final. |
| Ensayos | certificado de materiales con trazabilidad por número de colada, e inspección por ultrasonidos si su especificación la exige. |
Suministramos barra Ti-6Al-4V (Grade 5) y barra AMS 4928 en condición recocida o STA, decapada, torneada o rectificada según su tolerancia, con el certificado de materiales. Para la selección de calidad en toda la gama, consulte la guía de comparación de calidades y la guía de barras ASTM B348; a continuación, envíe la condición, la superficie y la tolerancia con su Enviar una consulta.
Preguntas frecuentes
Si no especifico una condición, ¿qué recibo?
Normalmente se suministra recocido en fábrica con una condición superficial y tolerancia amplias; es adecuado para mecanizado general, pero una mala opción si necesitaba resistencia STA o una barra rectificada. Indique siempre la condición.
¿Se puede tratar en solución y envejecer cualquier barra de Ti-6Al-4V?
Puede envejecerse, pero las secciones grandes no se endurecerán uniformemente en toda su sección debido a la limitada templabilidad, por lo que el aumento de resistencia no es fiable en barras gruesas. STA es más eficaz en diámetros pequeños y medianos.
¿Es débil el titanio recocido?
No. Ti-6Al-4V recocido sigue teniendo un límite elástico de aproximadamente 830 a 895 MPa, comparable al de muchos aceros de alta resistencia con un peso mucho menor. STA es simplemente una opción de mayor resistencia y menor ductilidad cuando la necesita.
¿Las calidades comercialmente puras se suministran en STA?
No. El titanio CP (Grades 1 to 4) es alfa monofásico y no se puede endurecer por envejecimiento; se suministra recocido. La resistencia en este caso viene determinada por la calidad (contenido de oxígeno), no por el tratamiento térmico.
Detalles de especificación con fuentes
Barra recocida Grade 5 según ASTM B348 debe cumplir una resistencia última a la tracción mínima de 895 MPa y un límite elástico mínimo al 0,2% de 828 MPa (ASTM B348, requisitos mecánicos). Estos son valores mínimos para el estado recocido; el STA existe para situar las propiedades significativamente por encima de ellos.
| Requisito para barra recocida Grade 5 | Mínimo según ASTM B348 |
|---|---|
| Resistencia máxima a la tracción | 895 MPa |
| Límite elástico al 0,2 por ciento | 828 MPa |
STA es una opción limitada por el tamaño de sección: ASM Handbook, volumen 4 (Tratamiento térmico del titanio y sus aleaciones), sitúa el límite práctico de endurecimiento en todo el espesor de Ti-6Al-4V en unos 25 mm (1 in.) de espesor de sección, por lo que la barra de gran diámetro no puede desarrollar todas las propiedades STA en el núcleo, independientemente de la práctica del horno.
Envíe una solicitud de oferta técnica
Para solicitudes de oferta de barras de titanio, incluya la calidad, la norma ASTM o AMS, el diámetro, la condición, el acabado superficial, la tolerancia, la cantidad y el certificado de materiales requerido.
Fuentes de referencia
- ASTM B348 / B348M, especificación normalizada de barras y tochos de titanio y aleaciones de titanio
- AMS 4928, Barras, alambre, piezas forjadas y anillos de aleación de titanio, 6Al-4V, recocidos
- AMS 4967, Barras, alambre, piezas forjadas y anillos de aleación de titanio, 6Al-4V, tratados por solubilización y envejecimiento
- ASM Handbook, volumen 4E, Tratamiento térmico de aleaciones no ferrosas
- ASTM E8 / E8M, métodos de ensayo normalizados para ensayos de tracción de materiales metálicos