El Titanio (Extracción de metales nº 4) por Javier Mencias

August 19, 2018

El Titanio (Extracción de metales nº 4) por Javier Mencias

Titulo del libro: El Titanio (Extracción de metales nº 4)

Autor: Javier Mencias

Número de páginas: 53 páginas

Fecha de lanzamiento: January 12, 2017

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Javier Mencias con El Titanio (Extracción de metales nº 4)

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El titanio es el noveno elemento más abundante en la corteza terrestre detrás del oxígeno, silicio, aluminio, hierro, magnesio, calcio, sodio, potasio, y ocupa la cuarta posición entre los metales. El titanio puro es del color de la plata; hasta los 895ºC permanece en la forma alotrópica  (hexagonal compacta) y por encima de dicha temperatura pasa a la forma alotrópica  (cúbico centrado en el cuerpo). Fig.1. Las características de las principales fases cristalinas correspondientes al titanio y al hierro se muestran en la Fig.2.

Su densidad es de 4,5 g/cm3 intermedia entre la del acero (7,8 g/cm3) y la del aluminio (2,7g/cm3), y funde a 1.668ºC.

La estructura atómica del titanio es 1s2, 2s2 2p6, 3s2 3p6 3d2, 4s2. El titanio tiene cuatro electrones (3d + 4s), y debajo una capa estable de ocho electrones. Por consiguiente, estos electrones están relativamente sueltos y el elemento es muy activo.

Debido a su acusada afinidad por el oxígeno el titanio se denomina pirofórico, debido a la posibilidad de que se originen explosiones si el metal se encuentra en forma de polvo fino, o incendiarse en casos de aporte rápido de oxígeno al metal desnudo.

Como consecuencia de esta gran reactividad con el oxígeno, se cubre de una fina película de óxido a la temperatura ambiente. Gracias a esta delgada película, el titanio es resistente a la corrosión, tanto en ambientes salinos como en contacto con soluciones ácidas.

La afinidad del titanio por el oxígeno aumenta gradualmente con la temperatura, al igual que el espesor de la película de óxido, que pasa a convertirse en una capa gruesa. Por encima de los 650ºC, la resistencia a la oxidación decrece rápidamente y tanto el titanio como sus aleaciones deben protegerse del aire debido a su posible combinación con el oxígeno, ya que la presencia de este elemento y del nitrógeno del aire fragiliza el metal.

El titanio puro es muy dúctil y su resistencia a la tracción es relativamente baja. El oxígeno y el nitrógeno, cuando están disueltos en el titanio, proporcionan una mayor resistencia, lo que no ocurre cuando se hallan en forma de óxidos, y el hidrógeno introduce una acusada fragilidad. Algunos de estos elementos, tales como el hierro, el carbono y el hidrógeno, pueden adicionarse durante el proceso.

Las características mecánicas del titanio puro son en algunos aspectos similares a las del hierro, variando su resistencia a la tracción de 35 a 60 Kg/mm2 y la resistencia de las aleaciones de titanio varían de 80 a 130 Kg/mm2, y son parecidas a las de los aceros semiduros y de media aleación.

La adición de elementos de aleación aumenta la resistencia a la tracción del metal y disminuye simultáneamente su ductilidad. Tanto el titanio como algunas de sus aleaciones tienen buenas características de resistencia a la tracción y de ductilidad y baja fragilidad hasta –240ºC. Los bajos coeficientes de dilatación y de conductividad térmica comparados con los de los aceros contribuyen a su buena soldabilidad.

Su resistencia a la corrosión y a la oxidación a la temperatura ambiente son en general excelentes y muy similares a las del acero inoxidable 18-8. Además resisten bien el calor y tienen características mecánicas aceptables hasta unos 450ºC aproximadamente.

Por tener una temperatura de fusión muy elevada (1.668ºC), bastante superior a la de los aceros (1.480ºa 1.535º aproximadamente) y por reunir además buena resistencia a la tracción y excelente inoxidabilidad a la temperatura ambiente, se pensó en un principio que el titanio y sus aleaciones tendrían grandes aplicaciones para la fabricación de piezas que trabajaran a altas temperaturas y podrían ser utilizadas a temperaturas del orden de 600º a 750ºC.

Desgraciadamente, esas esperanzas en gran parte han fallado, ya que prácticamente el titanio y sus aleaciones no tienen resistencia a la tracción satisfactoria a temperaturas superiores a 450ºC.