Grade 2 og Grade 3 er begge klassifisert som kommersielt rent (ulegert) titan i henhold til ASTM B265 og andre internasjonale standarder. De deler den samme grunnleggende naturen til titan med høy-renhet, men deres kjemiske sammensetningsgrenser, spesielt interstitielle elementer, er strengt kontrollert på forskjellige nivåer. Disse tilsynelatende små forskjellene bestemmer direkte deres mekaniske egenskaper, formbarhet og bruksområde. Nedenfor er en detaljert sammenligning av deres sammensetningsegenskaper.
Begge kvaliteter er basert på Ti som hovedkomponent, med en titanrenhet på over 99 %. Hovedforskjellene ligger i interstitielle elementer som oksygen, nitrogen, hydrogen, karbon og gjenværende grunnstoff jern. Blant disse er oksygeninnhold den mest kritiske og representative variabelen.
Oksygen (O)er det mest innflytelsesrike elementet i kommersielt rent titan. For grad 2 er det maksimale oksygeninnholdet begrenset til 0,18 %, mens det for grad 3 økes til 0,25 %. Oksygen fungerer som en solid-løsningsforsterker i titan: høyere oksygeninnhold forbedrer strekkstyrken, flytestyrken og hardheten betydelig, men reduserer duktiliteten og formbarheten. Dette er den grunnleggende grunnen til at klasse 3 har høyere styrke, men lavere bøye- og stemplingsytelse enn klasse 2.
Nitrogen (N)har en lignende styrkende effekt som oksygen. Både grad 2 og grad 3 har samme nitrogengrense, med et maksimalt innhold på 0,03 %. Nitrogen er også et sterkt styrkende element, men innholdet er generelt lavt i industriell produksjon og utgjør ingen reell forskjell mellom de to karakterene.
Karbon (C)er et vanlig restelement. Maksimalt karboninnhold for både grad 2 og grad 3 er 0,10 %. Innenfor dette området har karbon liten effekt på de grunnleggende egenskapene til rent titan og bidrar ikke til ytelsesforskjellen mellom de to kvalitetene.
Hydrogen (H)må kontrolleres strengt for å unngå hydrogensprøhet. Begge kvaliteter har samme hydrogengrense, med maksimalt 0,015 %. Lavt hydrogeninnhold sikrer god seighet og unngår sprekkdannelse under bearbeiding eller service.
Jern (Fe)er det viktigste gjenværende elementet i titanlegeringer. Maksimalt jerninnhold for både grad 2 og grad 3 er 0,30 %. Jern styrker også titan litt, men siden grensene er identiske, forårsaker ikke jern forskjeller mellom de to kvalitetene.
Oppsummert har klasse 2 og grad 3 nesten identiske kjemiske sammensetningssystemer - den eneste virkelige og meningsfulle forskjellen er oksygeninnholdet. Grad 2 bruker lavere oksygen for å opprettholde utmerket duktilitet, formbarhet, bøye- og stemplingsytelse; Grad 3 øker oksygen på passende måte for å oppnå høyere styrke og stivhet, samtidig som god bearbeidbarhet opprettholdes.
Denne kontrollerte forskjellen i sammensetning gjør Grade 2 egnet for deler som krever dyptrekking, bøyning og kompleks forming, mens Grade 3 brukes i strukturelle deler som krever høyere styrke og viss stivhet. Å forstå komposisjonsforskjellene deres hjelper brukerne med å velge riktig titankvalitet for materialdesign, produksjonsprosessering og ingeniørapplikasjoner.
