Proprietà di trazione della produzione additiva della lega alfa di titanio Le leghe alfa di titanio in genere contengono solo una quantità molto piccola di fase beta (meno del 5% in volume) a temperatura ambiente. Di solito è composta da un'alta concentrazione di stabilizzanti alfa (Al, Zr, Sn) e viene aggiunta una piccola quantità di stabilizzanti beta (Mo, Ta, Nb, W, V, Cr, Ni, Mn, Co, Fe). Le leghe di titanio alfa commerciali includono principalmente Τi-8Al-1Mo-1V,Ti-5Al-2.5Sn,Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti-6242),Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V (TA15) e Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-0.7Nb - 0.5Mo - 0.35Si - 0.06 - C (IMI 834), ecc.
A causa della carenza di elementi beta stabilizzanti, le leghe alfa di titanio hanno temperature di trasformazione della fase beta più elevate rispetto alle altre due classi di leghe. Pertanto, la lega di alfa titanio possiede una soddisfacente resistenza allo scorrimento viscoso e una ragionevole stabilità meccanica alle alte temperature (fino a ~ 600 gradi) e questo la rende un candidato adatto per le parti dei motori a turbina. Ad esempio, la lega IMI 834 è stata utilizzata con grande successo per il disco del compressore e l'asse posteriore del motore Trent 700 dell'aereo Airbus A330, dove la temperatura di esercizio raggiunge i 600 gradi. Inoltre, a causa del basso DBTT (solitamente inferiore a -150 gradi) della fase alfa, la lega di titanio alfa è il materiale strutturale più promettente per applicazioni a bassa temperatura ed è stata utilizzata per lungo tempo nell'ingegneria energetica a bassa temperatura (come giranti di pompe di idrogeno liquido).
In the sedimentary state, there are significant differences in the tensile strength of different L-PBF α titanium alloys, with CP Ti having the lowest ultimate tensile strength (UTS) (about 700 MPa), while Ti-6242S has the highest UTS (>1500MPa). L'allungamento totale (EL) della maggior parte delle leghe di titanio sedimentarie L-PBF è relativamente costante, solitamente inferiore al 10%. Un'eccezione è CP Ti, il cui EL è superiore al 20%.
Dopo la ricottura nell'intervallo di 490-890 gradi, la plasticità di L-PBF CP Ti è aumentata solo leggermente (entro il 3%), mentre la sua resistenza ha continuato a diminuire con l'aumento della temperatura del trattamento termico. Al contrario, L-PBF Ti-6242 può aumentare il suo UTS da 1381 MPa nello stato sedimentario a 1438 MPa attraverso un trattamento di invecchiamento diretto. Questo è uno dei pochi studi che hanno migliorato con successo la resistenza della lega di titanio L-PBF attraverso il trattamento termico, sebbene ciò sia accompagnato da una significativa diminuzione della plasticità (fratture del L-PBF Ti-6242 prima dello snervamento). Attraverso processi di trattamento termico più ottimizzati, compreso il trattamento di invecchiamento della soluzione comunemente usato e nuovi metodi di riscaldamento ciclico, la lega di titanio L-PBF può ottenere una migliore corrispondenza di resistenza e plasticità. Ad esempio, dopo 140 minuti di trattamento termico ciclico tra 960 e 860 gradi, l'allungamento totale di L-PBF Ti-6242 può essere significativamente aumentato fino a un valore maggiore o uguale al 15%, mentre il valore del carico di snervamento è maggiore o uguale a 1000 MPa.
Inoltre, sia nello stato depositato che in quello post-trattamento, la lega di titanio L-PBF presenta una significativa anisotropia nelle proprietà di trazione. Per le leghe di alfa titanio prodotte utilizzando tecniche di produzione additiva diverse dal L-PBF, attualmente solo una piccola quantità di ricerca si è concentrata su materiali come CP Ti, Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V e Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo e le loro proprietà meccaniche sono generalmente mediocri.
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