Grade 2 og Grade 3 er begge klassificeret som kommercielt rent (ulegeret) titanium i henhold til ASTM B265 og andre internationale standarder. De deler den samme grundlæggende natur af titanium med høj-renhed, men deres kemiske sammensætningsgrænser, især interstitielle elementer, er strengt kontrolleret på forskellige niveauer. Disse tilsyneladende små forskelle bestemmer direkte deres mekaniske egenskaber, formbarhed og anvendelsesområder. Nedenfor er en detaljeret sammenligning af deres sammensætningsegenskaber.
Begge kvaliteter er baseret på Ti som hovedkomponent, med en titanium renhed på over 99%. De vigtigste forskelle ligger i interstitielle elementer som oxygen, nitrogen, brint, kulstof og det resterende element jern. Blandt disse er iltindhold den mest kritiske og repræsentative variabel.
Ilt (O)er det mest indflydelsesrige element i kommercielt rent titanium. For grad 2 er det maksimale iltindhold begrænset til 0,18 %, mens det for grad 3 er øget til 0,25 %. Oxygen fungerer som en fast-opløsningsforstærker i titanium: højere oxygenindhold forbedrer markant trækstyrke, flydespænding og hårdhed, men reducerer duktilitet og formbarhed. Dette er den grundlæggende årsag til, at Grade 3 har højere styrke, men lavere bøjnings- og stemplingsydeevne end Grade 2.
Nitrogen (N)har en lignende styrkende effekt som ilt. Både Grade 2 og Grade 3 har samme nitrogengrænse, med et maksimalt indhold på 0,03%. Kvælstof er også et stærkt styrkende element, men dets indhold er generelt lavt i industriel produktion og udgør ikke en reel forskel mellem de to kvaliteter.
Kulstof (C)er et almindeligt restelement. Det maksimale kulstofindhold for både Grade 2 og Grade 3 er 0,10%. Inden for dette område har kulstof ringe effekt på de grundlæggende egenskaber af rent titanium og bidrager ikke til ydeevneforskellen mellem de to kvaliteter.
Brint (H)skal være strengt kontrolleret for at undgå brintskørhed. Begge kvaliteter har samme brintgrænse, med et maksimum på 0,015%. Lavt brintindhold sikrer god sejhed og undgår revner under forarbejdning eller service.
Jern (Fe)er det vigtigste restgrundstof i titanlegeringer. Det maksimale jernindhold for både Grade 2 og Grade 3 er 0,30%. Jern styrker også titanium en smule, men da grænserne er identiske, forårsager jern ikke forskelle mellem de to kvaliteter.
Sammenfattende har klasse 2 og klasse 3 næsten identiske kemiske sammensætningssystemer - den eneste reelle og meningsfulde forskel er oxygenindholdet. Grade 2 bruger lavere ilt til at opretholde fremragende duktilitet, formbarhed, bøjning og stempling; Grad 3 øger oxygen passende for at opnå højere styrke og stivhed, samtidig med at god bearbejdelighed bevares.
Denne kontrollerede forskel i sammensætning gør Grade 2 velegnet til dele, der kræver dybtrækning, bøjning og kompleks formning, mens Grade 3 bruges i strukturelle dele, der kræver højere styrke og en vis stivhed. Forståelse af deres sammensætningsforskelle hjælper brugerne med at vælge den korrekte titaniumkvalitet til materialedesign, produktionsbearbejdning og tekniske applikationer.
