Titânio usado na indústria aeroespacial

O titânio tem uma densidade menor que a do aço. Sua rigidez é menor que a do aço, mas significativamente maior que a do alumínio. Essas propriedades o tornam ideal para muitas aplicações. Quadros de bicicletas e tacos de golfe de alto desempenho são feitos de titânio. O titânio com 4% de alumínio é popular para implantes cirúrgicos, como articulações artificiais, pois é bem tolerado pelos tecidos do corpo, resiste à corrosão, é forte e não é muito rígido. Este artigo fala sobre como o titânio é usado no setor aeroespacial.

Embora o titânio seja um metal muito comum, o desenvolvimento de ligas só começou no final da década de 1940. O minério comum, TiO2, não podia ser simplesmente reduzido com carbono, pois eram produzidos carbonetos. Foi descoberta uma rota química indireta. Primeiro, o óxido de titânio reage com o gás cloro para produzir cloreto de titânio, com o carbono transportando o oxigênio. Em seguida, o cloreto de titânio é reduzido com magnésio. São necessárias altas temperaturas para essas reações. Mesmo depois que o metal estava disponível, ainda havia obstáculos para sua aplicação. O titânio metálico fundido reage com o oxigênio ou nitrogênio atmosférico, portanto, eram necessários novos métodos de processamento em atmosferas inertes para substituir as técnicas existentes de forjamento e usinagem. Grandes quantidades de oxigênio tornam a tira de titânio frágil, mais parecida com o minério, mas o titânio com 0,3% de oxigênio é forte e mais difícil de dobrar do que o titânio puro. Quantidades um pouco maiores desses metais resultam em um metal duro adequado para motores a jato.

Desde a década de 1950, as ligas de titânio têm se desenvolvido rapidamente no setor aeroespacial. Essa aplicação utiliza principalmente as excelentes propriedades mecânicas abrangentes, a baixa densidade e a boa resistência à corrosão das ligas de titânio, porque os materiais das estruturas aeroespaciais exigem alta resistência à tração, boa resistência à fadiga e resistência à fratura. A excelente resistência à tração em alta temperatura, a resistência à fluência e a estabilidade em alta temperatura das ligas de titânio também as tornaram adequadas para uso em motores a jato.

A liga de titânio é um dos principais materiais estruturais para aeronaves e motores modernos. Ela pode reduzir o peso da aeronave e melhorar a eficiência estrutural. A carga útil da espaçonave é relativamente pequena em comparação com a da aeronave, portanto, a perda de peso de sua estrutura é ainda mais importante. As ligas de titânio foram usadas nos primeiros programas Apollo e no Projeto Mercury, e os tanques de combustível e as cápsulas de satélite são aplicações típicas das ligas de titânio. As ligas de titânio são mais vantajosas do que os aços de alta resistência devido à sua leveza, alta resistência e estabilidade química de longo prazo com o combustível. Por exemplo, a liga Ti-3Al-2.5V foi desenvolvida para aplicações de baixa temperatura e ainda apresenta boa resistência e plasticidade sob condições criogênicas no espaço.

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Conclusão

Agradecemos por ler nosso artigo e esperamos que ele possa ajudá-lo a entender melhor o titânio usado no setor aeroespacial. Se quiser saber mais sobre produtos de titânio, gostaríamos de aconselhá-lo a visitar a Stanford Advanced Materials (SAM) para obter mais informações.

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