Το εμπορικά καθαρό (CP) τιτάνιο είναι μη αλλοιωμένο, που σημαίνει ότι περιέχει 99% ή περισσότερο τιτάνιο, με ελάχιστα στοιχεία ιχνοστοιχείων (π.χ. οξυγόνο, σίδηρο, άνθρακα, άζωτο, υδρογόνο) που επηρεάζουν τις ιδιότητές του. Αυτοί οι βαθμοί ταξινομούνται κυρίως από το περιεχόμενο οξυγόνου τους, το οποίο επηρεάζει άμεσα τη δύναμη και την ολκιμότητα. Οι πιο συνηθισμένοι βαθμοί Titanium CP, τυποποιημένοι από οργανισμούς όπως η ASTM International, είναι:
Βαθμός 1: Η καθαρότερη μορφή, με το χαμηλότερο περιεχόμενο οξυγόνου (~ 0,18% μέγιστο). Προσφέρει την υψηλότερη ολκιμότητα, ανθεκτικότητα και αντοχή στη διάβρωση, αλλά τη χαμηλότερη αντοχή. Ιδανικό για εφαρμογές σχηματισμού ψυχρού, χημική επεξεργασία και ιατρικά εμφυτεύματα που απαιτούν ευελιξία.
Βαθμός 2: Ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος βαθμός CP, με ελαφρώς υψηλότερο οξυγόνο (~ 0,25% μέγιστο) από τον βαθμό 1. Εξισορροπεί την αντοχή, την ολκιμότητα και την αντοχή στη διάβρωση, καθιστώντας το ευέλικτο για τα εξαρτήματα αεροδιαστημικής, τους εναλλάκτες θερμότητας και το θαλάσσιο υλικό.
Βαθμός 3: Περιέχει περισσότερο οξυγόνο (~ 0,35% μέγιστο) από τους βαθμούς 1 και 2, με αποτέλεσμα υψηλότερη αντοχή αλλά μειωμένη ολκιμότητα. Χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που χρειάζονται μεγαλύτερη αντοχή σε εφελκυσμό, όπως εξαρτήματα αεροσκαφών και βιομηχανικός εξοπλισμός.
Βαθμός 4: Ο ισχυρότερος βαθμός CP, με το υψηλότερο περιεχόμενο οξυγόνου (~ 0,40% μέγιστο). Θυσιάζει κάποια ολκιμότητα για αυξημένη αντοχή, κατάλληλη για εξαρτήματα υψηλής πίεσης όπως δοχεία πίεσης και δομικά μέρη σε επιθετικά περιβάλλοντα.
Άλλοι λιγότερο συνηθισμένοι βαθμοί CP (π.χ. βαθμός 7, βαθμός 11) περιλαμβάνουν μικρές προσθήκες παλλαδίου για την ενίσχυση της αντοχής στη διάβρωση σε εξαιρετικά όξινα περιβάλλοντα, αλλά αυτές είναι τεχνικά "κράμα" παραλλαγές του τιτανίου CP.
Ο ορισμός του τιτανίου "υψηλής ποιότητας" εξαρτάται εξ ολοκλήρου από την εφαρμογή, καθώς η "ποιότητα" καθορίζεται από το πόσο καλά ένας βαθμός τιτανίου ή κράμα πληροί συγκεκριμένες απαιτήσεις απόδοσης (π.χ. αντοχή, αντοχή στη διάβρωση, αντοχή στη θερμότητα, βιοσυμβατότητα). Ωστόσο, ορισμένοι βαθμοί ξεχωρίζουν σε κρίσιμα σενάρια υψηλής απόδοσης:
Για αντοχή και αντοχή στη θερμότητα: Το τιτάνιο βαθμός 5 (TI-6AL-4V) θεωρείται συχνά ως το χρυσό πρότυπο. Αυτό το κράμα (6% αλουμίνιο, 4% βαναδικό) προσφέρει μια εξαιρετική αναλογία αντοχής προς βάρος, διατηρεί αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες (έως ~ 400 βαθμούς /752 βαθμούς F) και έχει καλή αντοχή στη διάβρωση. Χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική (πλαίσια αεροσκαφών, εξαρτήματα κινητήρα), ιατρικά εμφυτεύματα και αθλητικό εξοπλισμό υψηλής απόδοσης.
Για ακραία θερμότητα και δύναμη: Κράματα τιτανίου όπως TI-6AL-2SN-4ZR-2MO (βαθμός 9) ή TI-10V-2FE-3AL (ένα κράμα βήτα) υπερέχει σε εφαρμογές που απαιτούν αντοχή σε θερμοκρασίες άνω των 400 βαθμών, όπως τα εξαρτήματα του κινητήρα.
Για αντίσταση στη διάβρωση: Το εμπορικά καθαρό βαθμό 2 ή ο βαθμός 7 (CP Titanium με Palladium) είναι ανώτεροι σε εξαιρετικά διαβρωτικά περιβάλλοντα, όπως η χημική επεξεργασία ή οι θαλάσσιες εφαρμογές, όπου η αντίσταση σε οξέα ή αλμυρού νερού είναι κρίσιμη.
Για βιοσυμβατότητας: Ο βαθμός 2 και ο βαθμός 5 βαθμών 5 προτιμώνται σε ιατρικές συσκευές (εμφυτεύματα, χειρουργικά εργαλεία) λόγω της αδράνειας τους στο ανθρώπινο σώμα και της ικανότητας να ενσωματώνονται με τα οστά (οστεοενσωμάτωση).
Συνοπτικά, δεν υπάρχει μονό "υψηλής ποιότητας" τιτάνιο, αλλά ο βαθμός 5 συχνά γιορτάζεται για την ευελιξία του σε βιομηχανίες υψηλής απόδοσης.
Όχι, το τιτάνιο δεν "σκουριά" με την παραδοσιακή έννοια. Η σκουριά αναφέρεται ειδικά στο οξείδιο του σιδήρου (Fe₂o₃) που σχηματίζεται σε σίδηρο ή χάλυβα όταν εκτίθεται σε οξυγόνο και υγρασία, οδηγώντας σε νιφάδες, καταστροφική διάβρωση.
Ωστόσο, το τιτάνιο υφίσταται διαφορετική διαδικασία: όταν εκτίθεται σε οξυγόνο (ακόμη και στον αέρα ή στο νερό), σχηματίζει γρήγορα ένα λεπτό, προστατευτικό στρώμα οξειδίου (διοξείδιο του τιτανίου, Tio₂) στην επιφάνεια του. Αυτό το στρώμα είναιαυτοθεραπευτικός-Αν γδαρμένο ή κατεστραμμένο, μεταρρυθμίζεται σχεδόν αμέσως, εμποδίζοντας την περαιτέρω διάβρωση. Αυτή η παθητική μεμβράνη οξειδίου καθιστά το τιτάνιο εξαιρετικά ανθεκτικό στις περισσότερες μορφές διάβρωσης, συμπεριλαμβανομένων:
Έκθεση σε νερό (φρέσκο ή αλμυρού νερού), καθιστώντας την ιδανική για θαλάσσια εφαρμογές.
Επικοινωνήστε με πολλά οξέα, αλκαλικά και βιομηχανικά χημικά.
Ατμοσφαιρικές συνθήκες, καθώς δεν αμαυρώνει ή υποβαθμίζεται εύκολα.
Ενώ το τιτάνιο δεν είναι εντελώς ανοσοποιητικό στη διάβρωση, η αντίσταση του είναι πολύ ανώτερη από τα σιδερένια μέταλλα. Οι ακραίες συνθήκες-όπως το συμπυκνωμένο, το καυτό υδροχλωρικό οξύ ή το θειικό οξύ δεν διασπούν αργά το στρώμα οξειδίου, αλλά τέτοια σενάρια είναι σπάνια στις περισσότερες πρακτικές εφαρμογές. Έτσι, το τιτάνιο συχνά περιγράφεται ως "ανθεκτικό στη διάβρωση" και όχι "σκουριά".
