Applicazioni del titanio: aviazione, medicina, chimica ed edilizia

Il titanio è un metallo resistente e relativamente leggero, con elevata resistenza alla corrosione e un buon rapporto tra resistenza e peso. Come metallo strutturale non sostituisce l’acciaio in ogni prodotto: viene scelto quando peso ridotto, resistenza agli ambienti aggressivi, durata o biocompatibilità giustificano il costo più elevato. Una parte importante del consumo di titanio riguarda inoltre il biossido di titanio, pigmento bianco usato in vernici, plastiche, carta e altri materiali.

Proprietà e caratteristiche del titanio

Le principali proprietà pratiche del titanio sono:

• elevata resistenza alla corrosione, anche in acqua di mare e in molti ambienti con cloruri;
• buon rapporto tra resistenza e peso;
• punto di fusione relativamente alto;
• funzionamento in un ampio intervallo di temperature;
• formazione di uno strato protettivo di ossido sulla superficie;
• buona biocompatibilità di alcune qualità e leghe.

Il titanio ha anche limiti. Costa più degli acciai strutturali comuni, è più difficile da lavorare e saldare e non è conveniente per molti prodotti economici di massa. Per questo viene scelto quando le sue proprietà compensano realmente il costo.

Qualità e leghe di titanio

Nell’industria si usano titanio commercialmente puro e leghe di titanio. Le qualità pure vengono scelte quando sono importanti duttilità e resistenza alla corrosione. Le leghe con alluminio, vanadio, molibdeno, nichel e altri elementi aumentano resistenza, tenuta al calore o comportamento sotto carico.

La qualità influisce su resistenza, duttilità, saldabilità, resistenza alla corrosione e temperatura di esercizio ammessa. Un impianto medico, uno scambiatore di calore, un componente aeronautico, un elemento di fissaggio o un pezzo decorativo richiedono quindi materiali diversi.

Dove si usa il titanio

Il titanio e le sue leghe sono usati in vari settori:

• aeronautica e spazio - parti strutturali, fissaggi, elementi del carrello, componenti di motori e sistemi idraulici;
• industria chimica e petrolchimica - scambiatori di calore, tubazioni, apparecchi, serbatoi, parti di pompe e valvole;
• energia e trattamento dell’acqua - condensatori, scambiatori, sistemi di raffreddamento, impianti di desalinizzazione e apparecchiature a contatto con acqua salata;
• settore marino - attrezzature navali, fissaggi, parti di pompe e scambiatori esposti all’acqua di mare;
• medicina e odontoiatria - impianti, placche, viti, strutture dentali, strumenti chirurgici e componenti protesici;
• industria alimentare - serbatoi, filtri, scambiatori, tubi e parti con requisiti igienici;
• sport, consumo e design - biciclette, orologi, montature, gioielli, involucri elettronici e attrezzatura sportiva.

Titanio nelle costruzioni

Nelle costruzioni il titanio è meno comune di acciaio, alluminio o rame, ma può essere utile in elementi impegnativi e decorativi. Si usa per coperture e facciate, rivestimenti, pannelli decorativi, fissaggi, cornici, colonne ed elementi esterni destinati a durare a lungo.

Le ragioni principali sono resistenza alla corrosione, durata, peso relativamente basso e resistenza agli agenti atmosferici. A causa del prezzo, viene scelto in modo mirato per edifici con requisiti elevati di durata, aspetto o funzionamento in ambienti aggressivi.

Cosa considerare nella scelta

Il titanio non va scelto solo in base al nome del materiale. Sono importanti qualità, stato di fornitura, forma del prodotto, qualità superficiale, condizioni di saldatura, temperatura di esercizio, ambiente di contatto e requisiti di resistenza. La scelta finale deve seguire norme, progetto e indicazioni del produttore.

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