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PRODOTTI

I minerali di titanio sono noti dalla fine del XVIII secolo, quando il sacerdote inglese Gregor, appassionato mineralogista, scoprì in Cornovaglia sabbie scure contenenti in prevalenza l’ossido FeTiO3 (Ilmenite), e poi il chimico M.H. Klaproth individuò in campioni di sabbia provenienti dall’Ungheria l’ossido TiO2 (rutilo). Quest’ultimo chiamò il nuovo elemento scoperto titanio, riferendosi ai titani della mitologia greca.
L’elevata stabilità dei composti del titanio con l’ossigeno rese però praticamente impossibile la sua estrazione dai minerali utilizzando le tecnologie siderurgiche tradizionali. Solo all’inizio del XX secolo, con la messa a punto dei processi Hunter e Kroll, fu possibile ottenere titanio puro da poter utilizzare su scala industriale.

Il primo passo per la produzione di spugna comporta la clorazione del titanio contenente rutilo-minerale o Ilmenite.

Cloro e coke sono combinati con rutilo per produrre tetracloruro di Titanio, che viene poi fatto reagire con magnesio. I sottoprodotti sono spugna e cloruro di magnesio. Utilizzando il processo di distillazione sotto vuoto, il magnesio e il cloruro di magnesio vengono rimossi per essere riciclati. La spugna viene fusa con rottami e leganti per produrre lingotti in forni VACUM ARC (VAR).

Il titanio è un elemento allotropico con due tipi di struttura: a reticolo esagonale compatto (EC), detta fase α, (T < 883°C), ed una struttura con reticolo cubico a corpo centrato(CCC), detta fase β, (T>883°C).
In base al tipo di elementi in lega si hanno le due forme di struttura che influenzano il tipo di caratteristiche meccaniche e di conseguenza l’applicazione finale: elementi α-stabilizzanti si formano in presenza di alluminio, ossigeno, carbonio e azoto; elementi di lega β-stabilizzanti si formano in presenza di Ferro, Cromo, Silicio e Nichel, mentre Vanadio, Molibdeno e Niobio formano composti isomorfi con la fase β. Altri elementi quali Zirconio, Afnio o Stagno non hanno sostanziali effetti sulla temperatura di β-transus della lega in cui sono presenti, ma tendono a migliorarne le proprietà.

Filo e Barre in Titanio
Tubi in Titanio
Lastre in Titanio
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Classificazione 

Il titanio è suddiviso in vari gradi, commercialmente il titanio viene identificato con la sigla ASTM B265 (Gr1,2,3,4,5,7,11,12). Ogni grado ha una diversa quantità di impurità (Grado 1 ha la minima impurità). Dal Grado 1 al 4 è classificato come puro anche se il grado 4 è molto più forte e meno duttile del grado 1. Il grado 4 contiene livelli più elevati di ossigeno che è classificato (per puro titanio) come elemento di lega. Ossigeno, azoto e carbonio sono tutti leghe interstiziali.

Grado 1: Titanio con basso contenuto di ossigeno. Adatto per stampaggio profondo e a deformazione a freddo. Inoltre il titanio grado 1 può essere facilmente saldato, lavorato a freddo e a caldo.

Grado 2: Eccellente formabilità e forza moderata con resistenza alla corrosione superiore.
E’ leggermente più forte del Titanio Grado 1, lo rende un materiale ideale per una grande varietà di applicazioni chimiche e marine. Ha un alto contenuto di ossigeno rispetto al grado 1. Largamente usato per il maggior compromesso per resistenza e saldabilità e formabilità.

Grado 3: Titanio con alto contenuto di ossigeno rispetto ai gradi 1 e 2 : Ottima saldabilità, viene utilizzato per recipienti in pressione. E’ un titanio con maggior resistenza meccanica (tipico di snervamento 462 MPa). Moderata duttilità e eccellente saldabilità. Titanio grado 3 ha una densità di 4,51 g/cc - inferiore al 60% del peso dell'acciaio.

Grado 4: Titanio con caratteristiche più elevate. Viene utilizzato per la costruzione di strumenti, impianti medicali e dentali, industria dell’orologio, automazioni e molto altro ancora. Gr 4 è il più forte di queste classi con snervamento minimo di 480 MPa. Questo grado è adatto in applicazioni dove la forza e la resistenza alla corrosione sono importanti.

Grado 5: In lega di titanio Gr 5 Ti6Al4V (Ti64) è la lega di titanio più ampiamente usata, ha elevate caratteristiche meccaniche, ma bassa duttilità. Gr 5 è anche classificata come una lega alfa-beta e più ampiamente utilizzata in applicazioni ad alta resistenza, tra cui aerospaziale, offshore, marine e per la generazione di energia.

Grado 7: Titanio Palladium lega Gr 7 (Ti Pd Lega) è il più resistente alla corrosione di tutte le leghe di titanio attualmente disponibili, questo grado è particolarmente adatto per applicazioni che richiedono la resistenza alla corrosione interstiziale generale così come localizzata.

Grado 9: Questa lega di titanio può essere utilizzata a temperature più elevate rispetto a classi di titanio commercialmente puro 1-4, questo titanio può essere laminato a freddo. Grazie alle sue eccellenti capacità di resistenza alla corrosione viene impiegato nell’ambito industriale, aerospaziale e per le attrezzature sportive.


Biocompatibilità
La combinazione di attributi ottimali di resistenza alla corrosione in ambiente fisiologico, biocompatibilità e caratteristiche meccaniche, le applicazioni di successo di Ti e leghe di Ti in impianti biomedici sono indiscutibili.
Il limite alla diffusione di leghe di titanio è rappresentato dall’alto costo dei pezzi finiti, i costi di lavorazione e del materiale fanno sì che il prezzo sia di almeno un ordine di grandezza superiore a quello dell’acciaio inossidabile.
 

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