Il grado 2 è titanio commercialmente puro e la sua resistenza allo scorrimento viscoso è relativamente bassa rispetto alle leghe di titanio, ma mostra comunque un comportamento prevedibile e utilizzabile a temperature moderatamente elevate.
Il creep si riferisce alla lenta deformazione plastica di un materiale sottoposto a sollecitazioni costanti a una temperatura fissa nel tempo. Per il titanio di grado 2, il creep diventa una considerazione di progettazione quando la temperatura di servizio supera circa 150 gradi (300 gradi F) e la sua influenza diventa sempre più significativa con l'aumento della temperatura e del carico.
A temperature inferiori a 315 gradi (600 gradi F), il grado 2 mantiene una moderata resistenza allo scorrimento. È ampiamente utilizzato in applicazioni a bassa sollecitazione e ad alta temperatura non strutturali come scambiatori di calore, sistemi di tubazioni e componenti di apparecchiature di processo. Tuttavia, in condizioni di stress elevato e temperatura elevata, il titanio puro si deforma più facilmente rispetto ai tipi legati come Ti‑6Al‑4V o altre leghe di titanio resistenti al calore.
Il comportamento al creep del Grado 2 è fortemente influenzato da:
Temperatura:Temperature più elevate riducono drasticamente la resistenza allo scorrimento viscoso e accelerano la deformazione.
Livello di stress:Una maggiore sollecitazione applicata riduce la durata dello scorrimento viscoso e aumenta la velocità di deformazione dello scorrimento viscoso.
Microstruttura:La dimensione del grano gioca un ruolo; granulometrie più fini generalmente riducono la resistenza al creep, mentre microstrutture più grossolane possono migliorarla.
Tempo di esposizione:L'esposizione prolungata alle alte temperature favorisce la deformazione del creep e il rilassamento dello stress.
Poiché il grado 2 non contiene elementi leganti rinforzanti come alluminio, vanadio o stagno, manca della stabilità alle alte temperature e della resistenza allo scorrimento viscoso fornite dall'indurimento per precipitazione o dal rafforzamento in soluzione solida nelle leghe di titanio. Pertanto, il Grado 2 non è consigliato per componenti strutturali per carichi pesanti soggetti a carichi elevati a temperature superiori a 300–350 gradi per lunghi periodi.
In sintesi:
Sotto i 150 gradi: eccellente stabilità dimensionale; lo scorrimento è trascurabile.
150–315 gradi: comportamento di scorrimento moderato; accettabile per applicazioni con sollecitazioni da basse a medie.
Sopra i 315 gradi: la resistenza al creep diminuisce in modo significativo; non adatto per uso strutturale ad alta sollecitazione.
Per i requisiti di alta temperatura e resistenza allo scorrimento viscoso, in genere si consigliano leghe di titanio o altri materiali resistenti al calore invece del titanio commercialmente puro di grado 2.
