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TA18 y Ti-3Al-2.5V: La aleación que existe para tubos
La mayoría de las aleaciones de titanio ganan su lugar por un requisito de resistencia o temperatura. TA18 lo gana por una vía de fabricación. Es un titanio de baja aleación que se desarrolló para que los tubos pudieran ser reducidos en frío y doblados sin las grietas que se producen cuando una aleación de mayor resistencia se somete al mismo proceso.
Si el tubo va a ser doblado o acampanado, indíquelo en la consulta. El radio de curvatura que tomará la aleación es un límite de diseño, no una variable de suministro. Envía el dibujo del tubo
Donde se encuentra la aleación
La selección de productos de titanio a menudo se describe como una elección entre grados comercialmente puros y TC4 (Grado 5). Eso deja fuera el rango medio, que es donde se encuentra gran parte del tubo. TA18 —nominalmente Ti-3Al-2,5V— es una aleación casi alfa con una modesta adición de aluminio y una pequeña adición de vanadio, lo que le otorga más resistencia que un grado comercialmente puro mientras sigue siendo mucho más deformable que el TC4.
Las adiciones de aleación son deliberadamente pequeñas. El aluminio aumenta la resistencia y estabiliza la fase alfa; el vanadio proporciona algo de fase beta para la trabajabilidad. No se añade nada para buscar una cifra de tensión máxima espectacular, porque ese no es el propósito del producto.
Por qué el tubo obtiene su propia aleación
El tubo no se fabrica de la misma manera que la barra. El tubo sin costura se produce generalmente perforando o taladrando un vacío, y luego reduciéndolo en estado frío a lo largo de una serie de pasos: laminado en frío o estirado en frío, con un recocido entre pasos. Cada paso requiere que el material soporte una gran cantidad de deformación sin agrietarse, y la cantidad que puede soportar es una propiedad de la aleación, no del molino.
Un grado comercialmente puro se reduce fácilmente pero alcanza una baja resistencia. TC4 tiene la resistencia pero ofrece una ventana estrecha antes de agrietarse, lo que hace que la vía en frío sea costosa o fuerza a que el tubo se haga en caliente. TA18 es el compromiso que el propio proceso requiere: suficiente aleación para alcanzar una resistencia útil, aún lo suficientemente dúctil para ser reducido en frío a través de muchas pasadas y luego doblado.
También hay una segunda razón. El tubo a menudo se dobla, se ensancha o se forma en el extremo después de ser fabricado. Esas operaciones ponen tensión en la pared a temperatura ambiente, y una aleación que solo era fuerte en condición recocida no las soportará.
Las designaciones viajan mal
TA18 es la denominación china. La misma composición aparece internacionalmente bajo ASTM como Grado 9, y como Ti-3Al-2.5V en uso comercial. Son la misma aleación en sustancia, pero no son el mismo documento: cada norma fija sus propios límites de química, sus propias tolerancias y sus propios requisitos de inspección, y una orden de compra que mencione uno y espere el otro eventualmente será rechazada en recepción de mercancías por una discrepancia que es real en papel incluso cuando el metal es equivalente.
La regla es nombrar la norma junto con el grado, y declarar qué edición rige. Cuando se citan alternativamente dos normas, indíquelo explícitamente en lugar de dejar que el proveedor elija.
Lo que la aleación cede
| Propiedad | Titanio comercialmente puro | TA18 / Ti-3Al-2.5V | TC4 / Grado 5 |
|---|---|---|---|
| Resistencia a la tracción, recocido | El más bajo de los tres | Entre los dos, materialmente por encima de los grados puros | El más alto, por un amplio margen |
| Formabilidad en estado frío | Excelente | Bien — esta es la razón por la que existe la aleación | Pobre; la ruta fría es estrecha antes de agrietarse |
| Soldadura | Directo | Directo con la misma disciplina de gas inerte | Soldable pero más sensible a la contaminación |
| Temperatura máxima de servicio | Modesto | Modesto; no es una aleación de alta temperatura | Más alto, que es uno de sus usos principales |
| Donde es la elección natural | Trabajo de baja presión y alta formabilidad | Tubo hidráulico e instrumental, conjuntos doblados y ensanchados | Componentes estructurales y de alta temperatura, no trabajo de tubos |
Qué decir al comprar un tubo
Indique la norma y el grado, el diámetro exterior y el espesor de pared con tolerancias, la longitud, la condición de entrega y el régimen de pruebas. Para el tubo, dos elementos obtienen su lugar que serían inusuales en una consulta de barra. El primero es la rectitud o la forma de la bobina, porque un tubo doblado que debe ser enderezado es un producto diferente. El segundo es la condición de la superficie y el acabado por dentro y por fuera, porque la superficie interna de un tubo hidráulico es una superficie funcional y no puede ser inspeccionada después de que se realiza el ensamblaje.
Donde el tubo se va a doblar o ensanchar, indíquelo. La conformabilidad que ofrece la aleación no es ilimitada, y un radio de curvatura que el metal no pueda tomar es un problema de diseño, no un problema de suministro; es mejor plantearlo en el dibujo que descubrirlo en el doblador.
Preguntas frecuentes
Preguntas frecuentes
¿Es TA18 lo mismo que el noveno grado?
Los dos nombran la misma composición básica, Ti-3Al-2,5V, y en la práctica se usan de manera intercambiable. Sin embargo, no son el mismo documento: TA18 es la designación china, mientras que el Grado 9 es la de la ASTM, y cada norma establece sus propios límites de química, tolerancias y requisitos de inspección. Una orden de compra debe nombrar la norma así como el grado.
¿Por qué no usar simplemente TC4 para el tubo?
Porque la ruta de reducción en frío no le conviene. El tubo sin costura se reduce mediante muchas pasadas en frío con un recocido entre ellas, y el TC4 tiene una ventana estrecha antes de que se agriete, lo que hace que la ruta en frío sea costosa o obliga a que el tubo se fabrique mediante un proceso diferente. El TA18 se desarrolló para estar dentro de esa ventana: más resistencia que un grado puro, mucha más capacidad de conformado que el TC4.
¿Se puede doblar y ensanchar un tubo de titanio?
Sí, y esa es la razón por la que existe una aleación específica para tubos en primer lugar. Doblar y expandir ponen tensión en la pared a temperatura ambiente, por lo que la aleación debe mantener la ductilidad en la condición entregada. El radio de curvatura alcanzable todavía tiene un límite, y vale la pena confirmarlo con respecto al plano antes de que se solicite el tubo.
¿En qué condición de entrega se debe pedir el tubo?
Recocido, en casi todos los casos, porque las operaciones de conformado que siguen suponen la ductilidad del estado recocido. Si el tubo se suministra trabajado en frío para obtener resistencia, la flexión y el ensanchamiento que requiere el trefilado puede que ya no sean realizables; los dos requisitos deben resolverse conjuntamente en lugar de en secuencia.
Pregunta sobre la aleación de tubo TA18
Envíe el dibujo con la calificación y la especificación vigente. Confirmaremos el formato del material, la ruta del proceso, el plan de inspección y una fecha por escrito junto con la cotización.