La principal distinción reside en sus elementos de aleación, que influyen directamente en su rendimiento.
El aluminio (Al) actúa como -estabilizador en ambas aleaciones, mejorando la resistencia y la resistencia a la fluencia. La elección de V frente a Nb impulsa la mayoría de sus diferencias funcionales.
Si bien ambas son aleaciones de alta-resistencia, su resistencia, ductilidad y rendimiento ante la fatiga varían debido a los diferentes elementos de aleación y respuestas al tratamiento térmico.
La mayor resistencia del Ti-6Al-4V lo hace adecuado para estructuras de ingeniería que soportan carga, mientras que la mejor ductilidad y el módulo más bajo del Ti-6Al-7Nb son ventajosos para uso biomédico.
Ésta es la diferencia más crítica y determina su idoneidad para aplicaciones médicas.
Ti-6Al-4V:
El vanadio (V) plantea preocupaciones sobre la biocompatibilidad. En el uso de implantes-a largo plazo (p. ej., reemplazos de cadera), se pueden filtrar pequeñas cantidades de V al tejido circundante, lo que podría causar citotoxicidad, inflamación o reacciones alérgicas en pacientes sensibles. Como resultado, esno se prefiere para implantes biomédicos-a largo plazoy se limita principalmente a-dispositivos de corto plazo o herramientas médicas que no-implantes.
Ti-6Al-7Nb:
El niobio (Nb) es altamente biocompatible. No lixivia iones nocivos, no es-citotóxico y se integra bien con el tejido humano (osteointegración). También evita los riesgos asociados al vanadio, convirtiéndolo en elestándar de referencia para implantes dentales y ortopédicos-a largo plazo(p. ej., vástagos de cadera, pilares dentales).
Ambas aleaciones exhiben una excelente resistencia a la corrosión en entornos hostiles, pero el Ti-6Al-7Nb tiene una ligera ventaja en entornos biomédicos.
Ti-6Al-4V:
Forma una película densa y estable de óxido de titanio (TiO₂) que resiste la corrosión en el aire, el agua y la mayoría de los fluidos industriales. Sin embargo, en el ambiente ácido y rico en cloruro-del cuerpo humano, el vanadio puede comprometer levemente la estabilidad a largo plazo-de la película de óxido, aumentando el riesgo de lixiviación de iones.
Ti-6Al-7Nb:
La adición de niobio mejora el espesor y la estabilidad de la película de óxido, especialmente en entornos fisiológicos (por ejemplo, sangre, saliva). Ofrece una resistencia superior a la corrosión por picaduras y a la liberación de iones, lo que garantiza una durabilidad a largo plazo-en los implantes.
Sus elementos de aleación afectan la forma en que se fabrican y se les da forma.
Ti-6Al-4V:
Procesado más ampliamente debido a su uso prolongado-. Es compatible con los métodos comunes de fabricación de titanio, incluida la forja, la extrusión, el mecanizado y la fabricación aditiva (AM, por ejemplo, impresión 3D). Sin embargo, su mayor resistencia puede hacer que el mecanizado sea más desafiante (requiriendo herramientas especializadas para evitar el desgaste de las herramientas).
Ti-6Al-7Nb:
También se puede procesar mediante forja, extrusión y AM, pero su mayor contenido de niobio puede aumentar la fusión y la fundición (el niobio tiene un punto de fusión alto, ~ 2468 grados). El mecanizado es ligeramente más fácil que el Ti-6Al-4V debido a su menor resistencia, pero requiere un control estricto del proceso para mantener la biocompatibilidad (por ejemplo, evitar la contaminación durante la fabricación).
Sus diferencias de rendimiento conducen a distintos campos de aplicación:
Aeroespacial y aviación: fuselajes de aeronaves, componentes de motores (palas, discos) y trenes de aterrizaje (alta relación resistencia-a-peso, resistencia a la fatiga).
Automotor: Piezas de vehículos de alto-rendimiento (p. ej., componentes de suspensión de coches de carreras) y sistemas de escape (resistencia al calor).
Industrial: Equipos de procesamiento químico (resistencia a la corrosión), componentes de plataformas petrolíferas marinas y recipientes a presión.
Médico (limitado): dispositivos-de corta duración (p. ej., instrumentos quirúrgicos) o herramientas que no son-implantes.
Biomédica (Primaria): Implantes ortopédicos-a largo plazo (reemplazos de cadera/rodilla, varillas espinales), implantes dentales y dispositivos de fijación de traumatismos (placas, tornillos).
Ingeniería Especializada: Aplicaciones que requieren resistencia a la corrosión y biocompatibilidad (por ejemplo, equipos de procesamiento de alimentos, donde está prohibida la contaminación por iones metálicos).
