Loại 2 và Loại 3 đều được phân loại là titan nguyên chất (không hợp kim) về mặt thương mại theo tiêu chuẩn ASTM B265 và các tiêu chuẩn quốc tế khác. Chúng có cùng bản chất cơ bản là titan có độ tinh khiết cao-nhưng giới hạn thành phần hóa học của chúng, đặc biệt là các nguyên tố xen kẽ, được kiểm soát chặt chẽ ở các cấp độ khác nhau. Những khác biệt dường như nhỏ này trực tiếp xác định các tính chất cơ học, khả năng định dạng và lĩnh vực ứng dụng của chúng. Dưới đây là so sánh chi tiết về đặc điểm thành phần của chúng.
Cả hai loại đều dựa trên thành phần chính là Ti, với độ tinh khiết titan trên 99%. Sự khác biệt chính nằm ở các nguyên tố xen kẽ như oxy, nitơ, hydro, cacbon và nguyên tố sắt còn sót lại. Trong số này, hàm lượng oxy là biến số quan trọng và mang tính đại diện nhất.
Oxy (O)là nguyên tố có ảnh hưởng nhất trong titan tinh khiết về mặt thương mại. Đối với loại 2, hàm lượng oxy tối đa được giới hạn ở mức 0,18%, trong khi đối với loại 3 thì tăng lên 0,25%. Oxy hoạt động như một chất tăng cường-dung dịch rắn trong titan: hàm lượng oxy cao hơn cải thiện đáng kể độ bền kéo, cường độ chảy và độ cứng nhưng làm giảm độ dẻo và khả năng định hình. Đây là lý do cơ bản tại sao Lớp 3 có cường độ cao hơn nhưng hiệu suất uốn và dập thấp hơn Lớp 2.
Nitơ (N)có tác dụng tăng cường tương tự như oxy. Cả Loại 2 và Loại 3 đều có cùng giới hạn nitơ, với hàm lượng tối đa là 0,03%. Nitơ cũng là một nguyên tố tăng cường mạnh, nhưng hàm lượng của nó nhìn chung thấp trong sản xuất công nghiệp và không tạo nên sự khác biệt thực sự giữa hai loại.
Cacbon (C)là phần tử dư chung. Hàm lượng carbon tối đa cho cả Loại 2 và Loại 3 là 0,10%. Trong phạm vi này, carbon ít ảnh hưởng đến các tính chất cơ bản của titan nguyên chất và không góp phần tạo ra sự khác biệt về hiệu suất giữa hai loại.
Hydro (H)phải được kiểm soát chặt chẽ để tránh hiện tượng giòn do hydro. Cả hai loại đều có cùng giới hạn hydro, tối đa là 0,015%. Hàm lượng hydro thấp đảm bảo độ bền tốt và tránh nứt trong quá trình gia công hoặc bảo dưỡng.
Sắt (Fe)là nguyên tố còn lại chính trong hợp kim titan. Hàm lượng sắt tối đa cho cả loại 2 và loại 3 là 0,30%. Sắt cũng tăng cường titan một chút, nhưng vì các giới hạn là giống nhau nên sắt không gây ra sự khác biệt giữa hai loại.
Tóm lại, Lớp 2 và Lớp 3 có hệ thống thành phần hóa học gần như giống hệt nhau - sự khác biệt thực sự và có ý nghĩa duy nhất là hàm lượng oxy. Loại 2 sử dụng lượng oxy thấp hơn để duy trì độ dẻo, khả năng định hình, uốn và dập tuyệt vời; Lớp 3 tăng lượng oxy thích hợp để đạt được độ bền và độ cứng cao hơn, trong khi vẫn duy trì khả năng xử lý tốt.
Sự khác biệt được kiểm soát về thành phần này làm cho Loại 2 phù hợp với các bộ phận cần kéo sâu, uốn và tạo hình phức tạp, trong khi Loại 3 được sử dụng trong các bộ phận kết cấu yêu cầu cường độ cao hơn và độ cứng nhất định. Hiểu được sự khác biệt về thành phần của chúng giúp người dùng chọn loại titan chính xác cho các ứng dụng thiết kế vật liệu, xử lý sản xuất và kỹ thuật.
