Titanium gred 2 (titanium tulen komersial, UNS R50400) ditakrifkan oleh had kandungan oksigen yang ketat mengikut piawaian antarabangsa sepertiASTM B348(untuk bar aloi titanium dan titanium) danASTM B265(untuk kepingan/plat aloi titanium dan titanium).
Kandungan oksigen maksimum titanium Gred 2 ialah0.25% mengikut berat.
Had ini ialah pembeza utama daripada gred-tulen yang lebih rendah (cth, Gred 1 mempunyai kandungan oksigen maksimum 0.18%) dan gred kekuatan-lebih tinggi (cth, Gred 3 mempunyai kandungan oksigen maksimum 0.35%). Oksigen dikawal secara sengaja sebagai elemen pengaloian interstisial untuk mengimbangi sifat mekanikal dan kebolehprosesan.
Oksigen bertindak sebagai apengukuhan elemen interstisialdalam titanium tulen secara komersial, tetapi kandungannya mempunyai-kesan pertukaran pada kekuatan dan keliatan:
Kesan pada Kekuatan
Dalam had standard ( Kurang daripada atau sama dengan 0.25 wt%), peningkatan kandungan oksigen membawa kepada peningkatan ketara dalam kekuatan titanium Gred 2. Ini kerana atom oksigen menduduki tapak interstisial dalam struktur hablur-heksagonal tertutup (HCP) titanium, menyebabkan herotan kekisi dan menghalang pergerakan kehelan. Akibatnya, kedua-duanyakekuatan tegangandankekuatan hasilmeningkat secara berkadar dengan kandungan oksigen. Sebagai contoh, Gred 2 dengan kandungan oksigen pada had atas (0.25%) biasanya mempunyai kekuatan hasil ~275 MPa, manakala sampel Gred 2 dengan kandungan oksigen lebih rendah (cth, 0.15%) mungkin mempunyai kekuatan hasil ~240 MPa.
Kesan pada Ketangguhan
Peningkatan kandungan oksigen disertai dengan pengurangan keliatan dan kemuluran titanium Gred 2. Oksigen yang berlebihan (mendekati atau melebihi had 0.25%) meningkatkan kerapuhan bahan, kerana struktur kekisi yang herot menjadikannya lebih sukar untuk bahan berubah bentuk secara plastik sebelum patah. Ini nyata sebagai penurunan dalampemanjangan semasa rehatdanpengurangan kawasan. Sebagai contoh, Gred 2 dengan 0.25% oksigen mempunyai pemanjangan ~20–25%, manakala varian oksigen-yang lebih rendah mungkin mempunyai pemanjangan ~28–30%. Melebihi had standard, oksigen malah boleh menyebabkan kerosakkan, menjejaskan ketahanan bahan terhadap hentaman dan keletihan dengan teruk.
Sifat mekanikal titanium Gred 2 bergantung kepada suhu-, dengan prestasinya berbeza-beza dengan ketara merentas julat suhu kriogenik, ambien dan tinggi. Di bawah ialah data sifat mekanikal biasa (mengikut piawaian ASTM) untuk titanium Gred 2 pada suhu biasa:
Nota Utama mengenai Suhu-Prestasi Berkaitan:
Suhu Kriogenik (-270 darjah hingga -196 darjah ): Gred 2 titanium mempamerkan prestasi kriogenik yang sangat baik-kekuatannya meningkat dengan ketara berbanding suhu ambien, manakala kemuluran dikekalkan pada tahap yang munasabah. Ini menjadikannya sesuai untuk-aplikasi suhu rendah seperti tangki simpanan gas cecair.
Suhu Ambien (25 darjah ): Bahan mencapai gabungan kekuatan dan kemuluran yang seimbang, yang merupakan asas untuk kegunaan meluas dalam pemprosesan kimia, kejuruteraan marin dan peranti perubatan.
Suhu Tinggi (100 darjah hingga 400 darjah): Kekuatan secara beransur-ansur berkurangan dengan peningkatan suhu, tetapi kemuluran meningkat sedikit. Titanium gred 2 boleh digunakan secara berterusan pada suhu sehingga 315 darjah; melebihi 400 darjah , rintangan pengoksidaan dan kestabilan mekanikalnya merosot dengan mendadak, mengehadkan-perkhidmatan jangka panjangnya dalam persekitaran-suhu tinggi.
