Alluminuro di titanio: proprietà, usi
L’ alluminuro di titanio è un composto intermetallico che ha una struttura cristallina ordinata a lungo raggio. Esso mostra proprietà peculiari, come l’aumento della resistenza allo snervamento all’aumentare della temperatura, solitamente fino alla temperatura di fusione
Sono noti tre composti intermetallici titanio–alluminio: γ-TiAl, α2-Ti3Al e TiAl3
Di queste fasi, solo quella completamente lamellare e quella quasi completamente lamellare, costituita da γ-TiAl e α2-Ti3Al hanno numerose applicazioni.
La lega di alluminuro di titanio che mostra ottime proprietà, infatti, contiene fasi che hanno γ-TiAl come base e α2-Ti3Al distribuito nella matrice.
Proprietà
I compositi a matrice intermetallica rinforzati con particelle di ceramica generalmente possiedono una resistenza e una rigidità specifica ancora molto elevate, una maggiore resistenza allo scorrimento e una migliore tenacità.
Le proprietà meccaniche possono essere migliorate aggiungendo elementi sostitutivi come il cromo, nonché elementi interstiziali come carbonio e boro.
Le leghe a base di alluminuro di titanio possono essere realizzate mediante l’uso di processi di fusione o di metallurgia delle polveri e trattamenti termici.
Le leghe TiAl bifase presentano bassa densità, eccellente resistenza alle alte temperature e buona resistenza all’ossidazione. Tuttavia sono piuttosto fragili a temperatura ambiente e hanno una tenacità alla frattura relativamente bassa. Costituiscono una delle poche classi di materiali emergenti che hanno il potenziale per essere utilizzati applicazioni strutturali impegnative a temperature elevate e in ambienti particolari.
Usi
Le leghe di alluminuro di titanio hanno il potenziale per sostituire i materiali più pesanti nelle applicazioni strutturali ad alta temperatura come i componenti dei motori automobilistici e aerospaziali. Ciò è dovuto alla loro:
- bassa densità inferiore a quella della maggior parte degli altri intermetallici
- elevata temperatura di fusione
- eccellente resistenza a temperatura elevata
- alto modulo
- resistenza all’ossidazione
- favorevoli proprietà di scorrimento
