Introdução
O titânio há muito é reconhecido como um material superior para diversos sistemas e componentes de combate devido à sua excelente combinação de propriedades. Possuindo uma impressionante relação resistência-peso, eficiência balística e resistência à corrosão, o titânio destaca-se. Entretanto, seu alto custo e disponibilidade limitada restringiram seu uso a aplicações críticas, como em aeronaves de alto desempenho. Para superar essas limitações, programas recentes da DoD, DARPA e produtores de pó de titânio buscaram desenvolver pós de titânio e ligas de titânio de baixo custo, mantendo a qualidade de grau de metalurgia do pó (PM).
Propriedades Mecânicas do Titânio por Metalurgia do Pó
As propriedades mecânicas do titânio por metalurgia do pó atendem às exigências das especificações ASTM B-348-09 e MIL-T-9047G. A microestrutura típica Ti-6Al-4V α/β é alcançada com pós consolidados da Armstrong.
Testes Balísticos do Titânio por Metalurgia do Pó
Placas de teste V50, produzidas por prensagem a quente no estado sólido de pó de Ti-6Al-4V da Armstrong, demonstram desempenho balístico equivalente a placas de armadura convencional contra ameaças 30 cal APM2.
Importância Estratégica do Titânio em Veículos de Combate Terrestre
A resistência ao impacto balístico e a notável relação resistência-peso tornam o titânio inestimável para a DoD em um momento em que os sistemas de combate precisam superar gerações anteriores, especialmente em termos de mobilidade, implantação rápida e proteção contra dispositivos explosivos improvisados, além de munições convencionais. Veículos de combate terrestre com uso extensivo de titânio alcançaram reduções de peso significativas, aproximadamente 40%.
Contribuição para Eficiência Energética
Além da mobilidade aprimorada, o titânio oferece uma vantagem significativa na redução do consumo de combustível. Gerações recentes de aeronaves de combate, como o F-22 Raptor (40% de titânio) e o F-35 Joint Strike Fighter (20% de titânio), assim como o Boeing 787, incorporam amplamente o titânio e compósitos de fibra de carbono para obter uma melhoria de 20% na eficiência de combustível.
Comparação de Eficiência de Armaduras
A liga Ti-6Al-4V oferece proteção balística superior em comparação com o aço de armadura laminado hom*ogêneo convencional (RHA), mas é menos eficiente em termos de peso e volume em comparação com armaduras cerâmicas de última geração. A eficiência de massa (Em) compara o peso do aço RHA ao peso do material alternativo necessário para deter ameaças idênticas. Enquanto o Em do Ti-6Al-4V é cerca de 1, o Em da cerâmica de carbeto de boro (B4C) é 3.
Desafios e Soluções na Combinação de Titânio e Cerâmica
A combinação de um material cerâmico com titânio para formar uma estrutura composta pode potencialmente melhorar o desempenho da armadura. A metalurgia do pó em estado sólido minimiza desafios encontrados em processos de fusão convencionais, como reatividade química a altas temperaturas, diferenças de gravidade específica e coeficientes de expansão térmica.
Em resumo, a evolução na fabricação de armaduras de titânio por metalurgia do pó representa um avanço significativo em aplicações militares, oferecendo uma combinação única de resistência, eficiência balística e redução de custos. Este progresso destaca-se como uma resposta eficaz aos desafios enfrentados pelos sistemas de combate modernos, consolidando o papel do titânio como um componente vital para o futuro da segurança militar.
