Existen varios sistemas de normas sobre el titanio que sirven para definir las aleaciones de titanio, sus denominaciones, composiciones químicas y propiedades mecánicas. Comprender estas normas sobre el titanio es fundamental para seleccionar, comparar y homologar el material adecuado para una aplicación concreta.
Al igual que ocurre con otros metales, las normas más importantes relativas al titanio son las estadounidenses ASTM y SAE (en concreto, las especificaciones aeroespaciales AMS), la norma europea Euronorm, la alemana DIN, la japonesa JIS, la internacional ISO, así como los sistemas chino GB y ruso GOST.
El titanio es capaz de experimentar cambios notables en su microestructura mediante variaciones en el tratamiento termomecánico. Como resultado, se puede dar respuesta a una amplia gama de propiedades y aplicaciones con un número relativamente reducido de grados de titanio. En la práctica, existen unos 50 grados principales de titanio que están designados y en uso actualmente, aunque solo unas dos docenas se encuentran fácilmente disponibles en el mercado.
Las normas estadounidenses ASTM sobre titanio reconocen unas 40 calidades principales de titanio, de las cuales las calidades del 1 al 4 son comercialmente puras (sin alear). Los grados contemplados por la ASTM, junto con otras aleaciones, también se producen para cumplir con las especificaciones aeroespaciales y militares (SAE-AMS y MIL-T), así como con las normas de titanio de la ISO, Euronorm, GOST y las normas japonesas JIS. Aunque estas normas se solapan en muchos aspectos, no son intercambiables. En su esfuerzo por lograr un enfoque más global de las normas sobre el titanio, la Sociedad Japonesa del Titanio ha propuesto sistemas unificados de especificaciones.
El principal reto en lo que respecta a las normas sobre el titanio no es la falta de normas definidas por las organizaciones de normalización (SDO). Se trata, más bien, del gran volumen de especificaciones detalladas e individuales elaboradas por las empresas aeroespaciales, que suelen limitar las series de producción. Cada empresa aeroespacial mantiene sus propias especificaciones, incluidas las rutas de procesamiento definidas, por lo que una ruta de proceso permitida por una empresa puede no estar autorizada por otra.
Esta situación da lugar a una producción en lotes pequeños. El material producido en exceso puede almacenarse, pero solo puede utilizarlo una empresa que acepte las especificaciones. Además, este material suele estar sobrecalificado para el uso industrial general, ya que ha superado los requisitos de garantía de calidad, sumamente detallados, de la industria aeroespacial. Por la misma razón, la elevada proporción de material que acaba como desecho debe separarse cuidadosamente para mantener el historial detallado que exigen las empresas aeroespaciales.
Este artículo aborda las normas internacionales que rigen la designación de las aleaciones de titanio y la clasificación de sus grados. Las demás guías de la serie «Titanium» tratan sobre lo que definen dichas normas. La guía «Especificaciones del titanio» explica en detalle los distintos sistemas de especificaciones, un tema estrechamente relacionado que merece la pena leer junto con este. «Grados de titanio» clasifica el titanio comercialmente puro y sus aleaciones en familias, mientras que «Propiedades del titanio» aborda la resistencia, la baja densidad y la resistencia a la corrosión que distinguen a un grado de otro. En conjunto, vinculan el marco normativo con las especificaciones, los grados y las propiedades que este sustenta.
Aunque en todo el mundo se han designado y se utilizan aproximadamente 50 calidades principales de titanio, solo unas dos docenas están fácilmente disponibles en el mercado comercial. Solo la ASTM reconoce unas 40 calidades principales.
Dado que cada empresa aeroespacial trabaja según sus propias especificaciones y procesos de fabricación homologados, los materiales suelen fabricarse en lotes pequeños y específicos. Un proceso aceptado por una empresa puede ser rechazado por otra, lo que limita el alcance de la utilización de un lote determinado.
El material producido en exceso puede almacenarse, pero solo puede utilizarlo una empresa que acepte las especificaciones para las que se fabricó. Dado que ya ha superado los rigurosos controles de calidad de la industria aeroespacial, suele estar sobrecalificado y, por lo tanto, resulta más costoso de lo necesario para su uso industrial general.
Una gran parte del titanio acaba convirtiéndose en chatarra durante la producción aeroespacial. Esta chatarra debe separarse y controlarse minuciosamente para que se conserve el historial detallado del material que exigen las empresas aeroespaciales.
Según las normas ASTM sobre titanio, los grados del 1 al 4 son comercialmente puros (sin alear). Varían en cuanto a resistencia y pureza, y se eligen principalmente por su resistencia a la corrosión.