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 titanioalluminio: 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

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