La dureza del titanio depende de la calidad. Las calidades no aleadas se sitúan en la escala Rockwell B, desde 70 HRB para Grade 1 hasta 100 HRB para Grade 4, mientras que las aleaciones Grade 9, Grade 5 y Grade 23 pasan a la escala Rockwell C, con Grade 5 en un nominal de 33 HRC en el RMI Titanium Company Guía de aleaciones de titanio. Son valores típicos, no límites: ni ASTM B265 ni ASTM B348 fijan un requisito de dureza, de modo que una cifra de dureza solo pasa a ser un valor verificado cuando el pedido lo solicita.
Dureza del titanio por calidad
Los valores nominales que siguen proceden de las fichas técnicas por calidad de una sola publicación, la RMI Guía de aleaciones de titanio (enero de 2000), de modo que todas las filas se apoyan en la misma base. Cuando una ficha técnica de Beiyu Titanium da su propia cifra típica para la misma calidad, se muestra en la última columna en lugar de fusionarse, porque son valores típicos de dos publicaciones y, para Grade 2, en escalas distintas.
| Calidad | UNS | Dureza nominal RMI | Valor típico de la ficha técnica de Beiyu |
|---|---|---|---|
| Grade 1 | R50250 | 70 HRB | No publicado |
| Grade 2 | R50400 | 82 HRB | Near 150 HB, or 160 to 200 HV |
| Grade 3 | R50550 | 90 HRB | No publicado |
| Grade 4 | R50700 | 100 HRB | No publicado |
| Grade 7 | R52400 | 82 HRB | No publicado |
| Grade 12 | R53400 | 88 HRB | No publicado |
| Grade 9 | R56320 | 25 HRC | No publicado |
| Grade 23 | R56407 | 32 HRC | No publicado |
| Grade 5 | R56400 | 33 HRC | De 30 a 36 HRC en estado recocido, unos 330 HV o 334 HB; aproximadamente de 35 a 39 HRC tras tratamiento en solución y envejecimiento |
Los números UNS se dan a título de correspondencia; la propia ASTM B348 identifica el material solo por su número de calidad. Grade 23 figura como R56407, y R56401 es el número que ASTM F136 asigna a la forma implantable de la misma aleación. La fila de Grade 5 es donde ambas fuentes pueden leerse una frente a otra en una misma escala: los 33 HRC nominales de RMI caen dentro del intervalo recocido de 30 a 36 HRC de la ficha técnica de Grade 5.
Dureza y límite de oxígeno en las calidades no aleadas
Las cuatro calidades no aleadas no son cuatro purezas de un mismo metal en sentido laxo. Se separan por sus límites de oxígeno, nitrógeno y hierro, y los valores de dureza de RMI aumentan en el mismo orden que el límite de oxígeno.
| Calidad | Oxígeno, máx. (% en masa) | Nitrógeno, máx. (% en masa) | Hierro, máx. (% en masa) | Dureza nominal RMI |
|---|---|---|---|---|
| Grade 1 | 0.18 | 0.03 | 0.20 | 70 HRB |
| Grade 2 | 0.25 | 0.03 | 0.30 | 82 HRB |
| Grade 3 | 0.35 | 0.05 | 0.30 | 90 HRB |
| Grade 4 | 0.40 | 0.05 | 0.50 | 100 HRB |
Para un comprador, la lectura práctica es que elegir entre Grade 1 y Grade 4 es también elegir entre la más blanda y la más dura de la familia no aleada.
Leer HRB, HRC, HB y HV en paralelo
Un valor en la escala Rockwell B y otro en la escala Rockwell C, Brinell o Vickers no son el mismo número en unidades distintas. En la guía RMI las calidades no aleadas, Grade 7 y Grade 12 se indican en Rockwell B, y las aleaciones Grade 9, Grade 5 y Grade 23 en Rockwell C, que es donde la tabla anterior cambia de escala. La conversión entre escalas requiere una base de conversión acordada para el material; por tanto, un límite en un plano debería indicar la escala en la que está escrito, y el ensayo debería realizarse en esa escala.
| Scale | Dónde aparece en las fuentes por calidad utilizadas aquí |
|---|---|
| HRB (Rockwell B) | Calidades no aleadas y Grade 7 y Grade 12 en la guía RMI |
| HRC (Rockwell C) | Grade 5, Grade 9 y Grade 23 en la guía RMI; Grade 5 en la ficha técnica de Beiyu |
| HB (Brinell) | Fichas técnicas de Beiyu para Grade 2 y Grade 5 |
| HV (Vickers) | Fichas técnicas de Beiyu para Grade 2 y Grade 5 |
La dureza Mohs, la escala de rayado utilizada para minerales, no aparece para ninguna calidad en ninguna de las dos fuentes.
¿El estado modifica la dureza del titanio?
Sí, en las aleaciones tratables térmicamente. La ficha técnica de Grade 5 indica de 30 a 36 HRC en estado recocido y aproximadamente de 35 a 39 HRC tras el tratamiento en solución y el envejecimiento, de modo que la misma aleación puede llegar en dos franjas de dureza distintas según el estado indicado en el pedido. El valor de RMI para Grade 5 es una cifra nominal sin intervalo por estado. Para las calidades no aleadas, el recocido es el estado de suministro normal y los valores de la tabla son los que cabe esperar.
Fijar un límite de dureza en un pedido de titanio
Como ASTM B265 y B348 no incluyen una columna de dureza, un certificado emitido únicamente conforme a esas especificaciones no está obligado a indicar la dureza, y el material no puede rechazarse por dureza frente a ellas. La parte documental de esto se expone en titanio frente a acero inoxidable. Cuando la pieza sí necesita un límite de dureza, el pedido debe recogerlo como requisito adicional.
| Línea del pedido | Qué indicar |
|---|---|
| Calidad y condición | Por ejemplo Grade 5, recocido, o Grade 5, tratado en solución y envejecido |
| Scale | La escala que utiliza el plano (HRB, HRC, HB o HV), indicada explícitamente |
| Limit | Mínimo, máximo o intervalo en esa escala |
| Método de ensayo y comunicación de resultados | El método de ensayo, y que el resultado se indique en el certificado |
Para la barra, la lista de comprobación para solicitud de oferta de barra de titanio expone las demás líneas que necesita la consulta, y el material se suministra como Barra de titanio Grade 2 o chapa gruesa Ti-6Al-4V entre otras formas.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la calidad de titanio más dura? En los valores de RMI para las calidades anteriores, Grade 5 con un nominal de 33 HRC, y Grade 23 con 32 HRC; entre las calidades no aleadas, Grade 4 con 100 HRB.
¿Es el titanio más duro que el acero? Depende del acero; la comparación, incluido por qué el desgaste es una cuestión de superficie y no un valor de dureza del material base, se encuentra en titanio frente a acero inoxidable.
¿Cuál es la dureza del titanio Grade 2? Un valor nominal de 82 HRB en la guía RMI; la ficha técnica de Grade 2 da valores típicos cercanos a 150 HB, o de 160 a 200 HV.
¿Es magnético el titanio? La respuesta, con los valores de permeabilidad por calidad, se encuentra en si el titanio es magnético.
¿Es pesado el titanio? La densidad por calidad y el peso por metro según la dimensión de barra se encuentran en ¿es pesado el titanio?.
¿Aparece la dureza en un certificado de materiales de titanio? ASTM B265 y B348 no la exigen, por lo que solo aparece cuando el pedido la añade, como en el apartado de pedido anterior.
Detalles de especificación con fuentes
Los valores nominales de dureza proceden de RMI Titanium Company Guía de aleaciones de titanio (enero de 2000), que da una cifra nominal por calidad en sus fichas técnicas: 70 HRB para Grade 1, 82 HRB para Grade 2, 90 HRB para Grade 3, 100 HRB para Grade 4, 82 HRB para Grade 7, 88 HRB para Grade 12, 25 HRC para Grade 9, 32 HRC para Grade 23 y 33 HRC para Grade 5. Los máximos de oxígeno, nitrógeno y hierro de la tabla de calidades no aleadas proceden de las líneas de composición química de la misma guía para esas calidades. Las cifras de Beiyu son los valores típicos que constan en las fichas técnicas de Beiyu Titanium de Grade 2 y Grade 5, y se muestran junto a las de RMI en lugar de conciliarse, porque son valores típicos de dos publicaciones y, para Grade 2, en escalas distintas. Ninguno de ellos es un límite de especificación: ASTM B265 y ASTM B348 fijan requisitos químicos, mecánicos y dimensionales y no contienen ningún requisito de dureza, por lo que la dureza solo se verifica cuando el pedido la añade.
Qué incluir en la consulta
Indique la calidad, el estado y, si el plano lo tiene, el límite de dureza con su escala; con eso, el ensayo de dureza se oferta junto con el material en lugar de plantearse en la inspección. Beiyu Titanium suministra titanio en Grade 1, 2, 5, 7, 9, 12 y 23 en barra, chapa gruesa, chapa fina, tubo y piezas forjadas según especificaciones ASTM y AMS, con certificado de materiales EN 10204 3.1 según el alcance del pedido.