Le leghe di titanio possiedono diverse caratteristiche, tra cui bassa durezza, elevata resistenza, eccellente resistenza alla corrosione, elevata resistenza al calore e proprietà leggere. Questi attributi rendono le leghe di titanio inadatte per applicazioni che richiedono elevata durezza, come i materiali per bordi.
1. Alta resistenza:
La lega di titanio ha una densità di circa 4,5 g/cm3, ovvero solo il 60% dell'acciaio. Nonostante la sua bassa densità, la resistenza del titanio puro è paragonabile a quella dell'acciaio comune e alcune leghe di titanio ad alta resistenza superano addirittura la resistenza di molti acciai strutturali legati. Di conseguenza, le leghe di titanio presentano un'elevata resistenza specifica (resistenza/densità), che le rende ideali per la produzione di componenti leggeri con elevata resistenza unitaria, rigidità e resistenza. I componenti dei motori degli aerei, gli scheletri, i rivestimenti, gli elementi di fissaggio e il carrello di atterraggio utilizzano spesso leghe di titanio.
2. Elevata resistenza termica:
Le leghe di titanio possono resistere a temperature più elevate rispetto alle leghe di alluminio. Possono mantenere la resistenza richiesta anche a temperature medie e mostrare una resistenza superiore tra 150 gradi e 500 gradi, mentre le leghe di alluminio subiscono un calo significativo della resistenza a 150 gradi. Le leghe di titanio possono funzionare a temperature fino a 500 gradi, mentre le leghe di alluminio sono limitate a temperature inferiori a 200 gradi.
3. Buona resistenza alla corrosione:
Le leghe di titanio hanno prestazioni migliori dell'acciaio inossidabile in atmosfere umide e acqua di mare. Presentano un'eccellente resistenza alla vaiolatura, alla corrosione acida e alla tensocorrosione. Le leghe di titanio mostrano anche una notevole resistenza alla corrosione contro alcali, cloruri, sostanze organiche contenenti cloro, acido nitrico e acido solforico, tra gli altri. Tuttavia, la resistenza del titanio alla corrosione negli ambienti riducenti e nei sali di cromo è scarsa.
4. Buone prestazioni a bassa temperatura:
Le leghe di titanio mantengono le loro proprietà meccaniche in condizioni di temperatura bassa e bassissima. Alcune leghe di titanio, come TA7, mantengono un certo grado di plasticità anche a -253 grado . Pertanto, le leghe di titanio sono materiali essenziali per applicazioni a bassa temperatura.
5. Attività chimica:
Il titanio presenta un'elevata attività chimica e reagisce prontamente con i gas atmosferici come ossigeno, azoto, idrogeno, monossido di carbonio, anidride carbonica, vapore acqueo e ammoniaca. Un contenuto di carbonio più elevato nelle leghe di titanio può formare carburo di titanio duro (TiC). Il titanio reagisce anche con l'azoto per formare uno strato superficiale duro di nitruro di titanio (TiN) a temperature elevate. A temperature superiori a 600 gradi, il titanio assorbe ossigeno per formare uno strato indurito con elevata durezza. L'assorbimento dei gas può provocare uno strato superficiale fragile. Il titanio possiede inoltre una notevole affinità chimica, che porta a fenomeni di adesione sulle superfici di attrito.
6. Bassa conduttività termica e modulo di elasticità:
La conduttività termica del titanio è inferiore rispetto a nichel, ferro e alluminio. I prodotti in lega di titanio hanno circa 1/4 della conduttività termica del nichel, 1/5 di quella del ferro e 1/14 di quella dell'alluminio. La conduttività termica di varie leghe di titanio è inferiore di circa il 50% rispetto a quella del titanio puro. Il modulo di elasticità delle leghe di titanio è circa la metà di quello dell'acciaio, con conseguente minore rigidità e maggiore suscettibilità alla deformazione. Ciò rende le leghe di titanio meno adatte per aste sottili, parti a pareti sottili e processi di taglio, poiché mostrano un significativo rimbalzo superficiale, che porta ad attrito, adesione e usura dei legami sulle superfici degli utensili.
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