Respuesta rápida
En titanio y superaleaciones el corte térmico no falla por potencia: falla porque el calor cambia el material en el borde. El titanio caliente absorbe oxígeno y nitrógeno y forma capa alfa, dura y frágil. Las aleaciones de níquel endurecen por deformación. Los aceros dúplex precipitan fase sigma y pierden tenacidad y resistencia a la corrosión. El corte por chorro de agua es un proceso en frío: elimina los tres problemas de raíz y entrega la pieza con las propiedades del material base hasta el borde, sin operación posterior de saneado.
Titanio: el problema de la capa alfa
El titanio tiene una relación difícil con el oxígeno. A temperatura ambiente forma una película de óxido de apenas unos nanómetros que lo protege muy bien, y de ahí viene su resistencia a la corrosión. Pero al calentarse por encima de unos 500 °C esa película deja de ser una barrera: el oxígeno y el nitrógeno atraviesan y se disuelven en el metal.
El resultado es la capa alfa: una franja superficial donde la red cristalina del titanio ha quedado saturada de átomos intersticiales de oxígeno y nitrógeno. Es notablemente más dura que el material base y, sobre todo, mucho más frágil. Su ductilidad se desploma.
El problema práctico es dónde queda esa capa: justo en el borde de la pieza. Y el borde es de donde arrancan las fisuras por fatiga. Un componente que va a trabajar con cargas cíclicas y que lleva una capa alfa en el canto tiene grietas iniciadas antes de entrar en servicio.
Por eso, cuando se corta titanio con procesos térmicos, la especificación obliga a eliminar la capa alfa después: mecanizado del borde o decapado químico con baños de ácido nítrico y fluorhídrico. Son operaciones que cuestan tiempo, consumen material —hay que quitar más de lo que mide la capa para asegurarse— y en el caso del decapado generan residuos peligrosos que hay que gestionar.
Y hay un problema añadido que se subestima: la capa alfa no se ve. No cambia el aspecto del borde. Solo se detecta por metalografía o por perfil de microdureza. Una pieza puede parecer perfecta y estar comprometida.
El corte por chorro de agua es erosión mecánica en frío. No hay calentamiento apreciable, no hay absorción intersticial y no hay capa alfa. La pieza sale de la mesa lista, sin operación de saneado y sin nada que verificar por ese concepto. Sobre el mecanismo del proceso, ver chorro de agua vs. oxicorte.
El otro motivo: el titanio arde
Hay una razón de seguridad además de la metalúrgica. El titanio finamente dividido y a alta temperatura es inflamable en atmósfera de oxígeno, y las virutas o el polvo de titanio arden con una llama muy difícil de apagar: el agua puede empeorarla y los extintores comunes no sirven. Cortar titanio con oxicorte no es solo técnicamente inadecuado, es peligroso. Con chorro de agua el material sale mojado y mezclado con el abrasivo, sin ningún riesgo de ignición.
Grados de titanio y dónde aparecen
| Grado | Tipo | Dónde se usa |
|---|---|---|
| Grado 1 | Puro comercial, el más dúctil | Placas de intercambiador, embutición profunda, anodizado |
| Grado 2 | Puro comercial, el más común | Equipo de proceso químico, tuberías, tanques, plantas de desalinización |
| Grado 5 (Ti-6Al-4V) | Aleado, alta resistencia | Aeronáutica, implantes, componentes estructurales exigidos |
| Grado 7 | Grado 2 con paladio | Medios reductores muy agresivos |
| Grado 9 (Ti-3Al-2.5V) | Intermedio | Tubería hidráulica, bicicletas, deporte |
| Grado 12 | Con níquel y molibdeno | Resistencia a corrosión por rendija a temperatura |
| Grado 23 (ELI) | Ti-6Al-4V bajo intersticiales | Implantes médicos, criogenia |
En el mercado peruano el titanio aparece sobre todo en placas de intercambiador de calor —pesquería, conservas, plantas de proceso—, en equipo de manejo de químicos, en desalinización y agua de mar, y en piezas de reposición para equipo importado. El grado 2 cubre la mayor parte de esos casos; el grado 5 aparece en componentes estructurales y en reparación de equipo aeronáutico.
Un apunte sobre el grado 23: el sufijo ELI significa «extra low interstitials», intersticiales extra bajos. Es decir, la aleación está definida precisamente por tener poco oxígeno y poco nitrógeno disueltos. Cortarla en caliente, que es exactamente el proceso que introduce esos elementos, contradice el motivo por el que se especificó el material.
Inconel, Hastelloy y Monel
Las superaleaciones base níquel tienen un problema distinto al del titanio, y el chorro de agua también lo resuelve.
Estas aleaciones endurecen por deformación con mucha facilidad. En cualquier proceso mecánico con filo —torneado, fresado, taladrado, cizallado— el material que está por delante de la herramienta se deforma antes de ser cortado y se endurece. La herramienta entra entonces en un material más duro que el original, se desgasta antes y deja una capa endurecida que endurece todavía más el paso siguiente. Es un círculo que encarece el mecanizado.
El chorro de agua no tiene filo y no ejerce esfuerzo macroscópico sobre la pieza: elimina material partícula a partícula. No deja capa endurecida en el borde, de modo que la pieza llega al mecanizado posterior en las mismas condiciones que el material base.
Y en las que endurecen por precipitación —Inconel 718, Waspaloy— hay un motivo más: su resistencia depende de un tratamiento térmico muy controlado que precipita fases endurecedoras. El calor descontrolado de un corte térmico altera localmente ese estado. Con corte en frío, el tratamiento térmico del material se conserva íntegro.
| Aleación | Característica | Uso típico |
|---|---|---|
| Inconel 600 / 601 | Resistencia a alta temperatura y oxidación | Hornos, quemadores, tratamiento térmico |
| Inconel 625 | Corrosión marina y por picadura | Química, marino, control de contaminación |
| Inconel 718 | Endurece por precipitación, muy resistente | Turbinas, componentes rotativos |
| Hastelloy C-276 | Resistencia química casi universal | Ácidos, reactores, desulfuración |
| Monel 400 | Níquel-cobre, agua de mar | Naval, intercambiadores, salmuera |
| Incoloy 825 | Resistencia a ácido sulfúrico y fosfórico | Minería, procesamiento de ácidos |
Dúplex y súper dúplex: la fase sigma
Los aceros inoxidables dúplex —2205, 2507, y los lean dúplex como el 2101— no son un inoxidable más. Su nombre viene de tener una microestructura mixta con aproximadamente mitad ferrita y mitad austenita, y ese equilibrio es lo que les da a la vez alta resistencia mecánica y muy buen comportamiento frente a la corrosión bajo tensión y por picadura.
El problema es que ese equilibrio es termodinámicamente delicado. Al calentar el material en el rango aproximado de 600 a 1.000 °C precipita fase sigma, un compuesto intermetálico rico en cromo y molibdeno. La fase sigma tiene dos efectos, los dos malos:
- Fragiliza. La tenacidad al impacto puede caer de forma drástica con fracciones pequeñas de fase sigma.
- Empobrece en cromo la matriz que la rodea. Al concentrar cromo en la precipitación, la zona vecina se queda con menos, y ahí es donde empieza la picadura.
Es decir: el corte térmico de un dúplex puede dejar un borde frágil y con menos resistencia a la corrosión que el material que se compró — justo en la zona que después va soldada o expuesta al medio. El corte por chorro de agua no entra en ese rango de temperatura en ningún momento y el balance de fases del borde queda como estaba.
Lo mismo aplica, con otro mecanismo, a los austeníticos estándar: la sensibilización por precipitación de carburos de cromo. Está desarrollado en corte de acero inoxidable sin zona afectada por calor, y la comparación entre grados en acero inoxidable 304 vs. 316.
Tabla de materiales y espesores
| Material | Rango práctico | Riesgo si se corta en caliente |
|---|---|---|
| Titanio grado 2 | 0,5 – 50 mm | Capa alfa; riesgo de ignición |
| Titanio grado 5 (Ti-6Al-4V) | 0,5 – 40 mm | Capa alfa e inicio de fatiga en el canto |
| Inconel 625 / 718 | 0,5 – 50 mm | Alteración del tratamiento, borde endurecido |
| Hastelloy C-276 | 0,5 – 40 mm | Precipitación y pérdida de resistencia química |
| Monel 400 | 0,5 – 50 mm | Endurecimiento del borde |
| Dúplex 2205 | 0,5 – 80 mm | Fase sigma: fragilidad y picadura |
| Súper dúplex 2507 | 0,5 – 60 mm | Fase sigma, más sensible aún |
| Inoxidable 316L | 0,5 – 100 mm | Sensibilización y corrosión intergranular |
| Aluminio aeronáutico (7075, 2024) | 0,5 – 100 mm | Pérdida del estado de tratamiento |
Los rangos son orientativos: el límite real depende de la geometría, de la tolerancia exigida y de cuánto tiempo de máquina se acepte. Los valores por material están detallados en espesores y materiales que corta el chorro de agua.
Qué cambia en el proceso
Cortar titanio o una superaleación no es igual que cortar acero al carbono. Los tres puntos que se ajustan:
- Velocidad de avance más baja. Estos materiales son tenaces y resisten mejor la erosión. Bajar el avance mantiene la calidad del canto y controla la conicidad. Se traduce en más tiempo de máquina, y por eso el precio por metro es mayor que en acero común.
- Control del abrasivo. Granate de malla adecuada y caudal estable. En piezas donde no se admite contaminación superficial —implantes, equipo de proceso farmacéutico— se define el abrasivo y se limpia la pieza al terminar, porque siempre quedan partículas adheridas en el borde erosionado.
- Estrategia de perforación. La entrada del chorro es el momento crítico: si se perfora en seco sobre un material duro puede haber delaminación en compuestos o marca visible en metal. Se usa perforación dinámica o con la pieza sumergida, y siempre que la geometría lo permita la entrada se sitúa fuera del contorno útil.
Sobre lo que se puede esperar en cuanto a precisión, el detalle está en tolerancias y precisión del corte por chorro de agua.
La economía de no desperdiciar
Con estos materiales la conversación de precio cambia de sitio, y conviene plantearla bien con el cliente final.
Una plancha de titanio grado 2 cuesta un múltiplo de lo que cuesta una de acero inoxidable, y una de Hastelloy más todavía. En ese contexto, el costo del corte deja de ser la variable relevante y pasa a serlo el aprovechamiento del material.
Tres consecuencias prácticas:
- La sangría estrecha se paga sola. Entre 0,8 y 1,5 mm de chorro de agua frente a los 3 o 4 mm de un corte térmico grueso. En una plancha con muchas piezas anidadas, esa diferencia son piezas enteras de más por plancha.
- No hay sobremedida para sanear. Si el proceso deja capa alfa o borde endurecido, hay que cortar con material de más para quitarlo después. Ese sobrante se compró y se tira.
- Se puede aprovechar el retazo. Como el corte no deja borde afectado, los recortes siguen siendo material sano y utilizable para la pieza siguiente. Con corte térmico, el borde del retazo ya está comprometido.
Si el material lo trae el cliente, conviene mandar las medidas reales de la plancha antes de programar: el anidado se optimiza sobre lo que hay, no sobre un formato teórico.
Qué necesitamos para cotizar
- Material y grado exactos. No basta «titanio»: el grado 2 y el grado 5 se cortan con parámetros distintos. Si no lo sabes, manda el certificado de calidad de la plancha o una foto de la marca.
- Espesor real, medido, no nominal.
- El plano en DXF o DWG. En PDF sirve si está acotado.
- Tolerancia exigida. Si es más estrecha de ±0,1 mm hay que hablarlo: puede requerir sobremedida y mecanizado posterior.
- Requisitos de la especificación. Si el plano prohíbe zona afectada por calor, exige trazabilidad del material o pide certificado, dilo desde el principio.
- Quién pone el material. Si lo traes tú, indícanos las medidas reales de la plancha para optimizar el anidado.
Cómo preparar el archivo, en cómo enviar tu plano para cotizar.
Preguntas frecuentes
¿Por qué el titanio no se corta con plasma o láser?
Porque el titanio caliente absorbe oxígeno y nitrógeno y forma capa alfa: una franja superficial dura y frágil justo en el borde, que es de donde arrancan las fisuras por fatiga. Hay que eliminarla después por mecanizado o decapado, con el costo y el desperdicio que eso implica.
¿Qué es la capa alfa y cómo se detecta?
Una capa de titanio enriquecida en oxígeno y nitrógeno, formada al calentar en atmósfera no protegida. Es dura y frágil, y no se ve a simple vista: se detecta por metalografía o perfil de microdureza. En piezas con requisito de fatiga suele estar prohibida por especificación.
¿Qué espesor de titanio se puede cortar?
El terreno práctico está entre 0,5 y 50 mm, que cubre casi toda la chapa y plancha del mercado. El proceso llega más allá, pero el tiempo de corte crece mucho.
¿Sirve para Inconel y Hastelloy?
Sí, y es de los mejores procesos. Esas aleaciones endurecen por deformación con cualquier herramienta de filo; el chorro de agua no aplica esfuerzo de corte y no deja capa endurecida en el borde.
¿Se puede cortar dúplex sin dañarlo?
Sí. El dúplex depende del equilibrio entre ferrita y austenita, y el calor precipita fase sigma que lo fragiliza y le quita resistencia a la corrosión. Al no haber calor, el balance de fases del borde queda intacto.
¿Venden el material o solo cortan?
Trabajamos con nuestro stock de acero inoxidable, aluminio, bronce y cobre, y también cortamos material del cliente. Para titanio y superaleaciones lo habitual es lo segundo: tráelo y lo cortamos. Escríbenos por WhatsApp.
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Grupo Marcela — corte por chorro de agua en Lima, con despacho a provincias. Proceso en frío: la pieza sale con las propiedades del material base hasta el borde.
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