Las propiedades del titanio, que incluyen una combinación de alta resistencia, rigidez, tenacidad, baja densidad y buena resistencia a la corrosión, las aportan diversas aleaciones de titanio en un amplio rango de temperaturas, desde temperaturas muy bajas hasta temperaturas elevadas. Esta combinación única de propiedades del titanio permite un ahorro de peso significativo en estructuras aeroespaciales y otras aplicaciones de alto rendimiento.
El peso atómico del titanio es de 47,88. El titanio es ligero, resistente, resistente a la corrosión y abundante en la naturaleza. El titanio y sus aleaciones ofrecen resistencias a la tracción que oscilan entre 30 000 y 200 000 psi (210 a 1380 MPa), comparables a las de la mayoría de los aceros aleados.
Al ser un elemento de baja densidad —aproximadamente el 60 % de la densidad del hierro—, el titanio puede reforzarse mediante aleaciones y procesos de deformación. Es no magnético y presenta buenas propiedades de transferencia de calor. Su coeficiente de expansión térmica es algo inferior al del acero y menos de la mitad del del aluminio.
Una de las propiedades más útiles del titanio es su elevado punto de fusión, de 3135 °F (1725 °C). Esta temperatura es aproximadamente 400 °F superior al punto de fusión del acero y unos 2000 °F superior al del aluminio, lo que hace que el titanio sea muy adecuado para aplicaciones a altas temperaturas.
El titanio puede pasivarse, lo que le confiere un alto grado de resistencia al ataque de la mayoría de los ácidos minerales y cloruros. Además, no es tóxico y, en general, es biológicamente compatible con los tejidos y los huesos humanos. Esta excelente resistencia a la corrosión y su biocompatibilidad, combinadas con su resistencia mecánica, hacen que el titanio y sus aleaciones sean muy valiosos en aplicaciones químicas y petroquímicas, en entornos marinos y en aplicaciones de biomateriales.
El titanio no es un buen conductor de la electricidad. Si se toma como referencia una conductividad del cobre del 100 %, el titanio tiene una conductividad de solo el 3,1 %. Por este motivo, el titanio no se utiliza en aplicaciones en las que una buena conductividad eléctrica sea un requisito fundamental. A modo de comparación, el acero inoxidable tiene una conductividad del 3,5 % y el aluminio, del 30 %.
La resistencia eléctrica es la oposición que ofrece un material al flujo de electrones. Dado que el titanio es un mal conductor, se deduce que es un resistor bastante bueno.
Tabla 1: Relación entre las propiedades del titanio, sus ventajas técnicas y sus aplicaciones habituales
Propiedades del titanio
Ventajas técnicas
Aplicaciones típicas
Alta resistencia
Soporta elevadas cargas mecánicas al tiempo que minimiza el tamaño de los componentes
Estructuras aeroespaciales, componentes estructurales, elementos de fijación de alto rendimiento
Baja densidad
Reduce el peso total al tiempo que mantiene el rendimiento estructural
Aeronaves, naves espaciales, equipos de transporte de alto rendimiento
Alta relación resistencia-peso
Permite diseños ligeros sin sacrificar la resistencia
Fuselajes, componentes de motores a reacción, ingeniería de competición y de alto rendimiento
Excelente resistencia a la corrosión
Ofrece una larga vida útil en entornos agresivos con un mantenimiento mínimo
Equipos marinos, equipos de procesamiento químico, estructuras en alta mar
Alto punto de fusión
Mantiene la integridad mecánica a temperaturas elevadas
Componentes de motores a reacción, turbinas de gas, equipos industriales de alta temperatura
Biocompatibilidad
Compatible con el tejido y los huesos humanos, con una excelente resistencia a la corrosión en el interior del cuerpo
Implantes ortopédicos, implantes dentales, dispositivos quirúrgicos
Comportamiento no magnético
Adecuado para entornos en los que es necesario minimizar las interferencias magnéticas
Dispositivos médicos compatibles con la resonancia magnética, instrumentos científicos, equipos de precisión
Baja conductividad eléctrica
Ofrece una resistencia eléctrica relativamente alta en comparación con los metales altamente conductores
Componentes eléctricos especializados en los que no se requiere conductividad
Este artículo aborda las propiedades que determinan el comportamiento del titanio en servicio. Las demás guías de la serie «Titanio» tratan sobre el origen de dichas propiedades y cómo se definen. «Grados de titanio» explica cómo se clasifican el titanio comercialmente puro y sus aleaciones, cada uno de los cuales ofrece un equilibrio diferente de las características aquí descritas. «Especificaciones del titanio» aborda los sistemas de designación que establecen la composición y el estado exactos de un material, mientras que «Normas del titanio» explica los marcos normativos que rigen dichas designaciones. En conjunto, relacionan el rendimiento con la clasificación, la designación y las normas.
El titanio es conocido por su elevada resistencia, rigidez y tenacidad, así como por su baja densidad y su excelente resistencia a la corrosión en un amplio rango de temperaturas. Estas propiedades lo convierten en un material ideal para aplicaciones aeroespaciales, marítimas, químicas y biomédicas.
El titanio y sus aleaciones ofrecen resistencias a la tracción que oscilan entre 30.000 y 200.000 psi (210 a 1.380 MPa), comparables a las de la mayoría de los aceros aleados. Con una densidad que ronda el 60 % de la del hierro, el titanio también ofrece una excelente relación resistencia-peso.
El titanio tiene un punto de fusión elevado, de 3135 °F (1725 °C), unos 400 °F superior al del acero y aproximadamente 2000 °F superior al del aluminio.
El titanio puede pasivarse, formando una capa superficial protectora que le confiere una gran resistencia a la mayoría de los ácidos minerales y cloruros. Esto lo hace muy duradero en entornos marinos y químicos.
No. Con una conductividad de solo el 3,1 % en relación con el cobre (100 %), el titanio es un mal conductor eléctrico y un resistor bastante bueno, por lo que no se utiliza en aplicaciones en las que se requiera una alta conductividad.
Sí. El titanio no es tóxico y es biológicamente compatible con los tejidos y los huesos humanos, por lo que se utiliza ampliamente en aplicaciones relacionadas con biomateriales e implantes.