A Grade 2 és Grade 3 egyaránt kereskedelmileg tiszta (ötvözetlen) titánnak minősül az ASTM B265 és más nemzetközi szabványok szerint. Ugyanolyan alaptermészetűek, mint a nagy-tisztaságú titán, de kémiai összetételük határait, különösen a közbeiktatott elemeket, különböző szinteken szigorúan szabályozzák. Ezek a látszólag kis különbségek közvetlenül meghatározzák mechanikai tulajdonságaikat, alakíthatóságukat és alkalmazási területeiket. Az alábbiakban összetételi jellemzőik részletes összehasonlítása látható.
Mindkét minőség titánon, mint fő komponensen alapul, titán tisztasága 99% feletti. A fő különbségek az olyan intersticiális elemekben rejlenek, mint az oxigén, nitrogén, hidrogén, szén és a maradék vas. Ezek közül az oxigéntartalom a legkritikusabb és legreprezentatívabb változó.
Oxigén (O)a kereskedelmileg tiszta titán legbefolyásosabb eleme. A 2. fokozat esetében a maximális oxigéntartalom 0,18%-ra korlátozódik, míg a 3. fokozatnál 0,25%-ra emelkedik. Az oxigén szilárd-oldaterősítőként működik a titánban: a magasabb oxigéntartalom jelentősen javítja a szakítószilárdságot, a folyáshatárt és a keménységet, de csökkenti a hajlékonyságot és az alakíthatóságot. Ez az alapvető oka annak, hogy a 3. fokozat nagyobb szilárdságú, de alacsonyabb a hajlítási és sajtolási teljesítménye, mint a 2. fokozatnak.
Nitrogén (N)az oxigénhez hasonló erősítő hatása van. A Grade 2 és Grade 3 nitrogén határértéke megegyezik, a maximális tartalom 0,03%. A nitrogén szintén erős erősítő elem, de tartalma az ipari termelésben általában alacsony, és nem képez valódi különbséget a két minőség között.
szén (C)gyakori maradék elem. A maximális széntartalom mind a 2., mind a 3. fokozat esetében 0,10%. Ezen a tartományon belül a szén kevés hatással van a tiszta titán alapvető tulajdonságaira, és nem járul hozzá a két minőség közötti teljesítménykülönbséghez.
Hidrogén (H)szigorúan ellenőrizni kell a hidrogén ridegségének elkerülése érdekében. Mindkét minőségben azonos a hidrogén határértéke, maximum 0,015%. Az alacsony hidrogéntartalom jó szívósságot biztosít, és elkerüli a repedést a feldolgozás vagy a szervizelés során.
vas (Fe)a titánötvözetek fő maradék eleme. A maximális vastartalom mind a 2., mind a 3. fokozat esetén 0,30%. A vas enyhén erősíti a titánt is, de mivel a határértékek azonosak, a vas nem okoz különbséget a két minőség között.
Összefoglalva, a 2. és 3. fokozat kémiai összetételi rendszere szinte azonos - az egyetlen valódi és értelmes különbség az oxigéntartalom. A 2. fokozat alacsonyabb oxigént használ a kiváló hajlékonyság, alakíthatóság, hajlítási és sajtolási teljesítmény fenntartásához; A 3. fokozat megfelelően növeli az oxigént, hogy nagyobb szilárdságot és merevséget érjen el, miközben továbbra is jó feldolgozhatóságot biztosít.
Ez az ellenőrzött összetételbeli különbség teszi a 2-es fokozatot alkalmassá a mélyhúzást, hajlítást és összetett alakítást igénylő alkatrészekhez, míg a 3-as fokozatot a nagyobb szilárdságot és bizonyos merevséget igénylő szerkezeti részeknél alkalmazzák. Az összetételbeli különbségek megértése segít a felhasználóknak a megfelelő titánminőség kiválasztásában az anyagtervezés, a gyártási feldolgozás és a mérnöki alkalmazásokhoz.
