Το τιτάνιο βαθμού 2 είναι μη κράμα καθαρό τιτάνιο. Σε αντίθεση με τα κράματα τιτανίου που σκληραίνουν με κατακρήμνιση, όπως το Ti-6Al-4V, ο βαθμός 2 δεν μπορεί να ενισχυθεί με συμβατικές διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας, συμπεριλαμβανομένης της επεξεργασίας διαλύματος, της απόσβεσης και της γήρανσης. Η θερμική επεξεργασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για ανόπτηση για να μαλακώσει το υλικό, να απελευθερώσει την εσωτερική πίεση ή να αποκαταστήσει την ολκιμότητα, αλλά δεν μπορεί να αυξήσει τη μηχανική αντοχή ή σκληρότητά του. Επομένως, η ψυχρή επεξεργασία γίνεται ο πιο σημαντικός τρόπος για την ενίσχυση των μηχανικών ιδιοτήτων του τιτανίου Βαθμού 2.
Η ψυχρή επεξεργασία αναφέρεται σε διαδικασίες πλαστικής παραμόρφωσης που εκτελούνται σε θερμοκρασία δωματίου ή κάτω από τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης του υλικού, συμπεριλαμβανομένης της ψυχρής έλασης, της ψυχρής έλξης, της ψυχρής σφράγισης, της κάμψης, της αιώρησης και της εξώθησης. Κατά τη διάρκεια αυτών των διεργασιών, η εσωτερική κρυσταλλική δομή του τιτανίου υφίσταται προφανείς αλλαγές: ένας μεγάλος αριθμός εξαρθρώσεων δημιουργείται και πολλαπλασιάζεται μέσα στους κόκκους και οι κόκκοι επιμηκύνονται, συμπιέζονται ή εξευγενίζονται. Αυτές οι μικροδομικές αλλαγές εμποδίζουν έντονα την περαιτέρω μετατόπιση, η οποία οδηγεί άμεσα στην αύξηση της αντοχής διαρροής, της αντοχής σε εφελκυσμό και της σκληρότητας. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως σκλήρυνση παραμόρφωσης ή σκλήρυνση εργασίας.
Με την αύξηση της παραμόρφωσης ψυχρής εργασίας, η σκληρότητα και η αντοχή του τιτανίου βαθμού 2 αυξάνονται συνεχώς, ενώ η ολκιμότητα και η επιμήκυνση μειώνονται ανάλογα. Σε χαμηλή ψυχρή παραμόρφωση, το υλικό διατηρεί καλή μορφοποίηση ενώ επιτυγχάνει μέτρια βελτίωση αντοχής. Υπό υψηλή ψυχρή παραμόρφωση, η αντοχή και η σκληρότητα μπορούν να βελτιωθούν σημαντικά, καθιστώντας το κατάλληλο για μέρη που απαιτούν υψηλή ακαμψία και αντοχή στη φθορά, όπως συνδετήρες, ελατήρια, δομικά μέρη με λεπτό τοίχωμα και χειρουργικά εργαλεία.
Στην πραγματική βιομηχανική παραγωγή, η διαδικασία ψυχρής επεξεργασίας του τιτανίου Βαθμού 2 χρησιμοποιείται ευρέως και ελεγχόμενη. Οι κατασκευαστές μπορούν να παρέχουν προϊόντα σε διαφορετικούς χαρακτήρες, όπως ανόπτηση (μαλακή κατάσταση) και ψυχρή κατεργασία / σκληρυμένη κατάσταση παραμόρφωσης, για να πληρούν τις διαφορετικές απαιτήσεις εφαρμογής. Για εφαρμογές που απαιτούν μέτρια μορφοποίηση στην παραγωγή και υψηλή αντοχή στη λειτουργία, μπορούν να σχεδιαστούν κατάλληλες διαδικασίες ψυχρής εργασίας για να επιτευχθεί η απαιτούμενη ισορροπία απόδοσης.
Πρέπει να τονιστεί ότι αν και η ψυχρή επεξεργασία μπορεί να σκληρύνει σημαντικά το τιτάνιο Βαθμού 2, η υπερβολική ψυχρή παραμόρφωση θα κάνει το υλικό πολύ εύθραυστο και θα αυξήσει τον κίνδυνο ρωγμών κατά την επεξεργασία. Ως εκ τούτου, στην πραγματική παραγωγή, συχνά χρησιμοποιούνται πολλαπλά στάδια ψυχρής επεξεργασίας και ενδιάμεση ανόπτηση για τον έλεγχο της σκληρότητας και της ολκιμότητας εντός ενός λογικού εύρους.
Συνοπτικά, το τιτάνιο βαθμού 2 μπορεί σίγουρα να σκληρυνθεί με ψυχρή επεξεργασία και η ψυχρή επεξεργασία είναι η πιο σημαντική και αποτελεσματική μέθοδος ενίσχυσης για αυτό το υλικό. Με τον έλεγχο του ποσού της ψυχρής παραμόρφωσης, είναι δυνατή η ακριβής ρύθμιση της σκληρότητας, της αντοχής και της ολκιμότητας του τιτανίου Βαθμού 2 για την κάλυψη των αναγκών διαφόρων βιομηχανικών εφαρμογών, όπως η θαλάσσια μηχανική, η αφαλάτωση θαλασσινού νερού, ο χημικός εξοπλισμός και τα δομικά εξαρτήματα ακριβείας.
