Graad 2 en Graad 3 worden beide geclassificeerd als commercieel zuiver (ongelegeerd) titanium volgens ASTM B265 en andere internationale normen. Ze delen dezelfde fundamentele aard als titanium met hoge{4}}zuiverheid, maar de grenzen van hun chemische samenstelling, vooral interstitiële elementen, worden op verschillende niveaus strikt gecontroleerd. Deze ogenschijnlijk kleine verschillen bepalen rechtstreeks hun mechanische eigenschappen, vervormbaarheid en toepassingsgebieden. Hieronder vindt u een gedetailleerde vergelijking van hun compositiekenmerken.
Beide kwaliteiten zijn gebaseerd op Ti als hoofdbestanddeel, met een titaniumzuiverheid van meer dan 99%. De belangrijkste verschillen liggen in interstitiële elementen zoals zuurstof, stikstof, waterstof, koolstof en het restelement ijzer. Hiervan is het zuurstofgehalte de meest kritische en representatieve variabele.
Zuurstof (O)is het meest invloedrijke element in commercieel zuiver titanium. Voor Graad 2 is het maximale zuurstofgehalte beperkt tot 0,18%, terwijl dit voor Graad 3 wordt verhoogd tot 0,25%. Zuurstof fungeert als een solide-oplossingsversterker in titanium: een hoger zuurstofgehalte verbetert de treksterkte, vloeigrens en hardheid aanzienlijk, maar vermindert de ductiliteit en vervormbaarheid. Dit is de fundamentele reden waarom klasse 3 een hogere sterkte heeft, maar lagere buig- en stempelprestaties dan klasse 2.
Stikstof (N)heeft een soortgelijk versterkend effect als zuurstof. Zowel Graad 2 als Graad 3 hebben dezelfde stikstoflimiet, met een maximaal gehalte van 0,03%. Stikstof is ook een sterk versterkend element, maar het gehalte ervan is over het algemeen laag in de industriële productie en vormt geen echt verschil tussen de twee kwaliteiten.
Koolstof (C)is een veel voorkomend restelement. Het maximale koolstofgehalte voor zowel Graad 2 als Graad 3 bedraagt 0,10%. Binnen dit bereik heeft koolstof weinig effect op de basiseigenschappen van puur titanium en draagt het niet bij aan het prestatieverschil tussen de twee kwaliteiten.
Waterstof (H)moet strikt worden gecontroleerd om waterstofbrosheid te voorkomen. Beide kwaliteiten hebben dezelfde waterstoflimiet, met een maximum van 0,015%. Een laag waterstofgehalte zorgt voor een goede taaiheid en voorkomt scheuren tijdens verwerking of service.
Ijzer (Fe)is het belangrijkste restelement in titaniumlegeringen. Het maximale ijzergehalte voor zowel Graad 2 als Graad 3 bedraagt 0,30%. IJzer versterkt titanium ook enigszins, maar aangezien de grenzen identiek zijn, veroorzaakt ijzer geen verschillen tussen de twee kwaliteiten.
Samenvattend hebben Graad 2 en Graad 3 vrijwel identieke chemische samenstellingssystemen - het enige echte en betekenisvolle verschil is het zuurstofgehalte. Graad 2 gebruikt minder zuurstof om uitstekende ductiliteit, vervormbaarheid, buig- en stempelprestaties te behouden; Graad 3 verhoogt de zuurstof op passende wijze om een hogere sterkte en stijfheid te verkrijgen, terwijl de goede verwerkbaarheid behouden blijft.
Dit gecontroleerde verschil in samenstelling maakt klasse 2 geschikt voor onderdelen die dieptrekken, buigen en complexe vormen vereisen, terwijl graad 3 wordt gebruikt in structurele onderdelen die een hogere sterkte en een bepaalde stijfheid vereisen. Door de verschillen in samenstelling te begrijpen, kunnen gebruikers de juiste titaniumkwaliteit selecteren voor materiaalontwerp, productieverwerking en technische toepassingen.
