La lega di titanio è un materiale metallico costituito da titanio mescolato con altri metalli, solitamente piccole quantità di palladio, vanadio, alluminio e/o stagno. Questi metalli forniscono proprietà migliorate rispetto al titanio puro, come resistenza alla corrosione, buona saldabilità (fabbricabilità), stabilità e resistenza a temperature elevate. Il titanio puro è molto duro, il che può renderlo difficile da saldare e modellare.
L’unica applicazione tipica per il titanio puro sono gli impianti ortopedici e dentali, mentre la miriade di altre applicazioni del titanio, tra cui l’ingegneria aerospaziale, i motori ad alta temperatura, la lavorazione medica e marina e le attrezzature sportive utilizzano la lega di titanio. Molte leghe di altri metalli contengono anche piccole quantità di titanio, ma queste non sono considerate leghe di titanio a meno che il titanio non costituisca la maggior parte della sostanza.
Il titanio è spesso considerato un metallo meraviglioso per la sua elevata resistenza e leggerezza. Robusto quanto l’acciaio e due volte più resistente dell’alluminio, il titanio è il 45% più leggero dell’acciaio e solo il 60% più pesante dell’alluminio. Ha anche il vantaggio di non essere reattivo con il corpo umano, il che lo rende ideale per impianti medici come spilli per tenere insieme le ossa rotte. Tuttavia, il suo costo elevato ne ha limitato l’uso.
Il titanio è relativamente comune nella crosta terrestre, costituendo circa lo 0.57% (il 9° elemento più comune), ma estrarlo dai suoi minerali – i minerali Rutilo (TiO2), Ilmenite (FeTiO3) e Sfene (CaTiSiO5) – può essere costoso, a causa dell’elevato apporto di calore richiesto. Il titanio elementare fu isolato per la prima volta nella sua forma pura nel 1910, quando Matthew A. Hunter riscaldò TiCl4 con sodio a 800° C (1472° F).
Esistono 38 tipi comuni di lega di titanio, ma la miscela tipica è 90% titanio, 6% alluminio e 4% vanadio. Questo mix è chiamato grado 5. Ci sono gradi di titanio da 1 a 38, con 38 che è l’ultimo inventato. I gradi non indicano forza o altro, sono solo usati per un facile riferimento, sebbene i gradi precedenti fossero i primi ad essere comunemente prodotti. Il titanio di grado 5 è anche noto come Titanium 6AL-4V, che è considerato adatto per l’uso militare. Questo grado di lega di titanio è stabile in applicazioni fino a 400° C (752° F), con l’applicazione stereotipata nelle turbine degli aerei, che ruotano molto rapidamente e diventano molto calde.
Oltre a vedere un uso diffuso nell’hardware militare, la lega di titanio può essere trovata nelle bielle delle automobili di fascia alta come Porsche e Ferrari. La presenza di questi metalli fa parte di ciò che può rendere queste auto così costose, ma anche affidabili e capaci di alte velocità. Un materiale di fascia alta simile che si trova nei prodotti premium è la fibra di carbonio.