Třída 2 a třída 3 jsou klasifikovány jako komerčně čistý (nelegovaný) titan podle ASTM B265 a dalších mezinárodních norem. Mají stejnou základní povahu jako vysoce čistý titan, ale limity jejich chemického složení, zejména intersticiálních prvků, jsou přísně kontrolovány na různých úrovních. Tyto zdánlivě malé rozdíly přímo určují jejich mechanické vlastnosti, tvarovatelnost a oblasti použití. Níže je podrobné srovnání jejich složení.
Oba druhy jsou založeny na Ti jako hlavní složce s čistotou titanu vyšší než 99 %. Hlavní rozdíly spočívají v intersticiálních prvcích, jako je kyslík, dusík, vodík, uhlík a zbytkový prvek železo. Mezi nimi je nejkritičtější a nejreprezentativnější proměnnou obsah kyslíku.
kyslík (O)je nejvlivnějším prvkem v komerčně čistém titanu. Pro stupeň 2 je maximální obsah kyslíku omezen na 0,18 %, zatímco pro stupeň 3 je zvýšen na 0,25 %. Kyslík působí v titanu jako pevný-ztužovač roztoku: vyšší obsah kyslíku výrazně zlepšuje pevnost v tahu, mez kluzu a tvrdost, ale snižuje tažnost a tvárnost. To je základní důvod, proč má stupeň 3 vyšší pevnost, ale nižší ohybový a lisovací výkon než stupeň 2.
dusík (N)má podobný posilující účinek jako kyslík. Stupeň 2 i stupeň 3 mají stejný limit dusíku s maximálním obsahem 0,03 %. Dusík je také silným zpevňujícím prvkem, ale jeho obsah je v průmyslové výrobě obecně nízký a netvoří skutečný rozdíl mezi těmito dvěma druhy.
uhlík (C)je běžným zbytkovým prvkem. Maximální obsah uhlíku pro Stupeň 2 i Stupeň 3 je 0,10 %. V tomto rozmezí má uhlík malý vliv na základní vlastnosti čistého titanu a nepřispívá k rozdílu ve výkonu mezi těmito dvěma třídami.
vodík (H)musí být přísně kontrolovány, aby se zabránilo vodíkové křehkosti. Oba druhy mají stejný limit vodíku, maximálně 0,015 %. Nízký obsah vodíku zajišťuje dobrou houževnatost a zabraňuje praskání během zpracování nebo servisu.
železo (Fe)je hlavním zbytkovým prvkem ve slitinách titanu. Maximální obsah železa pro Stupeň 2 a Stupeň 3 je 0,30 %. Železo také mírně zpevňuje titan, ale protože limity jsou totožné, železo nezpůsobuje rozdíly mezi těmito dvěma druhy.
Stručně řečeno, stupeň 2 a stupeň 3 mají téměř identické systémy chemického složení - jediným skutečným a smysluplným rozdílem je obsah kyslíku. Stupeň 2 používá nižší obsah kyslíku pro zachování vynikající tažnosti, tvárnosti, ohýbání a lisování; Stupeň 3 zvyšuje obsah kyslíku přiměřeně pro dosažení vyšší pevnosti a tuhosti při zachování dobré zpracovatelnosti.
Tento kontrolovaný rozdíl ve složení činí stupeň 2 vhodný pro díly vyžadující hluboké tažení, ohýbání a složité tvarování, zatímco stupeň 3 se používá u konstrukčních dílů, které vyžadují vyšší pevnost a určitou tuhost. Pochopení rozdílů ve složení pomáhá uživatelům vybrat správnou jakost titanu pro návrh materiálu, výrobní zpracování a inženýrské aplikace.
