Tratamiento térmico y estado de suministro
Dos piezas de Grade 5 con idéntica composición pueden diferir un 15–20 % en resistencia —y bastante más en tenacidad a fractura— únicamente por cómo fueron tratadas térmicamente. El estado de suministro no es una nota al pie del pedido: forma parte de la especificación del material, y un pedido que lo omite está incompleto.
Esta página explica los estados entre los que deberá elegir.
Los estados
| Estado | Qué hace | Se especifica habitualmente para |
|---|---|---|
| Recocido de fábrica | Estado de suministro estándar. Equilibrio entre resistencia y ductilidad, buena conformabilidad | Fabricación general, equipos de proceso químico, la mayor parte del stock |
| Solubilizado y madurado (STA) | Solubilización seguida de maduración. Máxima resistencia en aleaciones alfa-beta | Piezas estructurales y aeroespaciales de Ti-6Al-4V donde manda la resistencia |
| Recocido beta | Recocido por encima del transus beta. Mayor tenacidad a fractura y mejor resistencia al crecimiento de grieta, menor ductilidad | Aplicaciones aeroespaciales tolerantes al daño |
| Distensionado | Mantenimiento subcrítico para relajar tensiones residuales sin cambiar la microestructura | Tras mecanizado, soldadura o conformado, para evitar distorsión en servicio |
| Recocido de recristalización | Estructura recristalizada más gruesa | Cuando importan más la tenacidad y la fluencia que la resistencia a tracción |
Los grados comercialmente puros (1, 2, 3, 4) se suministran recocidos y no son tratables térmicamente para aumentar resistencia; sus propiedades se modifican por trabajo en frío y recocido, no por solubilización.
Qué cambia el estado de suministro
- Propiedades mecánicas. Los valores del certificado son los de ese estado. Una resistencia mínima de Ti-6Al-4V citada sin estado no significa nada.
- Maquinabilidad. El material STA es más duro y abrasivo que el recocido. Si mecaniza hasta pieza acabada, el estado afecta al tiempo de ciclo y al coste de herramienta, no solo a la ficha técnica.
- Conformabilidad. El doblado y el conformado se hacen en estado recocido. Intentar conformar material STA es una buena forma de agrietarlo.
- Soldabilidad y comportamiento posterior. La soldadura altera localmente el estado; si se requiere tratamiento térmico posterior depende de la aleación, el código de diseño y el servicio.
Si la pieza se mecaniza mucho o se suelda, la secuencia importa: tratar antes o después del mecanizado cambia tanto la distorsión como las propiedades finales. Indíquenos la ruta y señalaremos el conflicto si lo hay.
Atmósfera y superficie
El titanio absorbe oxígeno y nitrógeno a temperatura. De ahí se derivan dos consecuencias:
- El tratamiento al aire o en atmósfera no protectora genera capa alfa —una capa superficial frágil enriquecida en oxígeno— que después debe eliminarse por decapado y verificarse por corte metalográfico. Presupueste la eliminación y el material que se lleva consigo.
- El tratamiento en vacío o atmósfera inerte la evita, razón por la que se especifica en piezas ya mecanizadas y en secciones finas donde no se admite retirar una capa superficial.
Elegir el tipo de horno no es, por tanto, solo una cuestión de coste: decide si la pieza necesita una operación química posterior.
Control de proceso y registros
Por encima del servicio industrial general, lo siguiente se acuerda antes de lanzar el pedido y no se solicita después:
- Uniformidad de temperatura del horno en la zona útil, con estudio vigente y registros de calibración de instrumentos
- Configuración de carga — dónde se colocan las piezas, ubicación de termopares y efecto de la carga en la velocidad de calentamiento
- Retardo de temple en la solubilización, que determina directamente si se alcanzan las propiedades
- Verificación de propiedades sobre material representativo, no sobre otra sección
El trabajo aeroespacial añade requisitos de esquema de pirometría. Las aprobaciones aplicables se confirman por pedido frente a la instalación que realmente opera el horno —número de certificado, alcance, dirección y validez—, porque se emiten a un emplazamiento nombrado y no se transfieren.
Qué especificar
Grado, forma de producto y espesor de sección; el estado de suministro o las propiedades mecánicas objetivo; la norma de material aplicable; si la superficie puede decaparse después o debe tratarse en vacío; y dónde encaja el tratamiento térmico en su secuencia de mecanizado y soldadura.
Si conoce las propiedades que necesita pero no el estado que las proporciona, describa el servicio y le propondremos la ruta.