Storia del tubo in lega Ti-3Al-2.5V nel settore aerospaziale

Il titanio è uno degli elementi più abbondanti sulla superficie terrestre, essendo il quarto tra gli elementi strutturali. Grazie a questa abbondanza e alle proprietà uniche che il titanio offre, è stata la scelta naturale dei progettisti aeronautici per diventare il materiale preferito per la costruzione degli aeroplani. Se confrontata con un rapporto forza-peso, la lega di titanio ha dimostrato di essere superiore alla maggior parte degli altri materiali strutturali aerospaziali. La bassa densità, pari a poco più della metà di quella dell'acciaio, e l'elevata resistenza hanno incrementato l'utilizzo del titanio, tanto che ogni moderno aereo militare e commerciale contiene quantità significative di questo materiale.

A causa dei requisiti molto severi dell'industria aerospaziale, sono state sviluppate molte leghe di titanio. Queste leghe aumentano notevolmente la resistenza del titanio puro, pur mantenendo il vantaggio del peso. Come materiale per i tubi era necessaria una lega di titanio che riducesse il peso del sistema idraulico, offrendo al contempo proprietà di alta resistenza. La lega Ti-6Al-4V è stata la prima scelta, essendo già il cavallo di battaglia di questo settore. I tentativi di produrre tubi con questa lega non hanno avuto successo, quindi si è cercata un'alternativa. Il titanio CP si è rivelato utile per i condotti, ma non aveva la resistenza necessaria per la maggior parte delle applicazioni idrauliche.

Una lega più magra, che utilizza gli stessi elementi di lega del Ti-6Al-4V, si è dimostrata sufficientemente malleabile per la produzione di tubi e ha fornito una serie di proprietà molto utili per l'applicazione nei sistemi idraulici. Questa lega, Ti-3Al-2,5 V, può essere lavorata a freddo con i processi standard di produzione dei tubi, è saldabile e può essere rinforzata con una combinazione di lavorazione a freddo e successivo trattamento termico fino a raggiungere un'ampia gamma di induttività di resistenza. Dalla fine degli anni '60 i sistemi idraulici degli aerei hanno utilizzato sempre più tubi in lega di titanio. Sebbene il titanio non legato sia ancora utilizzato in alcuni tubi idraulici per aerei, la maggior parte delle nuove applicazioni di tubi idraulici utilizza la lega Ti-3Al-2,5V. Questa lega ha trovato applicazione anche come nastro che può essere formato e saldato in condotti e in fogli che vengono utilizzati nelle strutture a nido d'ape.

Il primo programma di produzione di aerei militari a utilizzare i tubi in lega di titanio è stato il Lockheed C-5A. I tubi Ti-3Al-2,5 V furono scelti per il sistema idraulico del Concorde Supersonic Transport e Sandvik fu scelto come fornitore. I successivi impieghi riguardarono i programmi di caccia militari. La Boeing è stata la prima ad adottare la lega per un aereo commerciale subsonico, il 767. Da allora, questa lega è stata scelta per la maggior parte degli altri aerei commerciali da trasporto e pendolari. I tubi Ti-3Al-2,5 V sono ampiamente utilizzati nello Space Shuttle e trovano applicazione nei satelliti. La maggior parte dei nuovi programmi militari del mondo occidentale utilizza questa lega per le applicazioni tubolari, compresi gli elicotteri.

Aeronautica militare cinese

All'inizio degli anni '70, il tubo Ti-3Al-2,5 V è stato utilizzato per la prima volta nei prodotti sportivi. Lo shaft da golf in titanio prodotto da Zirtech fu introdotto come shaft con gli stessi vantaggi offerti da questa lega di titanio per gli usi aerospaziali. Si tratta di un rapporto peso/peso elevato, resistenza alla corrosione, smorzamento degli urti, resistenza alla torsione e alla fatica.

Dopo l'albero da golf, sono stati realizzati telai di biciclette in tubi Ti-3Al-2,5 V senza saldatura. Anche i prototipi di telai di sedie a rotelle sono stati realizzati con questo materiale, così come frecce, bastoni da sci e racchette da tennis. Le applicazioni sportive non hanno avuto successo al loro esordio, ma con l'avvento di nuove tecnologie di lavorazione sono state tutte reintrodotte negli anni Ottanta.

Alla fine degli anni '80, i tubi senza saldatura Ti-3Al-2,5 V, classificati come ASTM Grade 9, sono stati approvati dall'American Society of Mechanical Engineers (ASME) come materiale per l'uso in caldaie e recipienti a pressione.