Cuando un fabricante piensa en el material perfecto, fuerte, ligero y flexible son los tres adjetivos principales que pueden venir a la mente. Esto se debe a que estas propiedades permiten que el material se utilice en una gran variedad de aplicaciones a la vez que es capaz de soportar enormes tensiones. Ahora, una nueva investigación ha conducido al desarrollo de una nueva aleación de titanio que ha sido calificada como la más fuerte de todas las aleaciones comerciales de titanio que existen actualmente en el mercado. Esta nueva aleación podría tener un profundo impacto en la fabricación de automóviles y en el sector aeroespacial, entre otros.

La fibra de carbono ha sido ampliamente aceptada como la última y más importante revolución material, pero esta nueva aleación de titanio podría llevarse la palma. Con el nombre de Ti185, se produjo por primera vez hace unos 50 años. Sin embargo, el rudimentario proceso de fabricación daba lugar a una mezcla inconsistente de metal, que resultaba fuerte en algunas partes pero frágil en otras. Los metalúrgicos de entonces intentaron mezclar el titanio en bruto con el hierro, el vanadio y el aluminio para crear el Ti185. El problema era que la mezcla acababa aglutinándose con el hierro, lo que provocaba defectos en el producto final. Los metalúrgicos no fueron capaces de producir la aleación con fines comerciales, hasta ahora.

El titanio puro no es tan fuerte, así que para darle las propiedades que los fabricantes buscan hay que crear una aleación. Para aumentar la resistencia de las aleaciones de titanio más comunes que se utilizan hoy en día en la industria aeroespacial y aeronáutica, los investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) del Departamento de Energía de EE.UU. desarrollaron una forma de producir Ti185 de forma asequible. El modo en que lo lograron fue disponiendo los átomos en un patrón específico para formar una nanoestructura especial.

Fue la primera vez que los investigadores pudieron ver esta alineación atómica de cerca y luego estos científicos lo llevaron un paso más allá. A continuación, los investigadores del PNNL manipularon la nanoestructura para crear la aleación de titanio más resistente jamás desarrollada. Además, otra ventaja añadida de este nuevo proceso es su mayor rentabilidad en comparación con la fabricación de aleaciones de titanio convencionales.

«Descubrimos que si se trata térmicamente primero con una temperatura más alta antes de un paso de tratamiento térmico a baja temperatura, se puede crear una aleación de titanio entre un 10 y un 15 por ciento más fuerte que cualquier aleación de titanio comercial actualmente en el mercado y que tiene aproximadamente el doble de resistencia que el acero», dijo Arun Devaraj, científico de materiales en el PNNL. bit.ly/2blCAPu

Los investigadores probaron la resistencia de la aleación tirando o aplicando tensión hasta que el titanio falló. Se comprobó que el Ti185 es entre un 10 y un 15% más resistente que las aleaciones de titanio convencionales, lo que constituye un logro monumental que resulta aún más impresionante si se tiene en cuenta el bajo coste de producción. El Ti185 es aproximadamente dos veces más fuerte que el acero utilizado en la fabricación de automóviles y también pesa la mitad.

Los hallazgos del PNNL también van mucho más allá de trabajar con titanio. Incluso podrían ser capaces de utilizar su proceso para mejorar aún más aleaciones.

«Esto empuja el límite de lo que podemos hacer con las aleaciones de titanio, – Ahora que entendemos lo que está sucediendo y por qué esta aleación tiene una resistencia tan alta, los investigadores creen que pueden ser capaces de modificar otras aleaciones mediante la creación intencional de microestructuras que se parecen a las del Ti185». explica Devaraj.

Esta investigación podría dar lugar a descubrimientos metalúrgicos aún más rompedores que podrían ayudar a impulsar el mundo. Las nuevas aeronaves, las tecnologías aeroespaciales y los automóviles de consumo pronto podrían depender de estas aleaciones avanzadas y eso podría ser sólo el principio. Tener la capacidad de fabricar materiales excepcionalmente resistentes y al mismo tiempo mantener un coste bajo es el sueño de los fabricantes.