Titan Grade 2 je nelegirani komercijalno čisti titan. Za razliku od legura titana koje se stvrdnjavaju taloženjem, kao što je Ti‑6Al‑4V, stupanj 2 ne može se ojačati uobičajenim postupcima toplinske obrade uključujući obradu otopinom, kaljenje i starenje. Toplinska obrada može se koristiti samo za žarenje kako bi se omekšao materijal, oslobodio unutarnji stres ili obnovila duktilnost, ali ne može povećati njegovu mehaničku čvrstoću ili tvrdoću. Stoga hladna obrada postaje najvažniji način poboljšanja mehaničkih svojstava titana stupnja 2.
Hladna obrada odnosi se na procese plastične deformacije koji se izvode na sobnoj temperaturi ili ispod temperature rekristalizacije materijala, uključujući hladno valjanje, hladno izvlačenje, hladno utiskivanje, savijanje, prešanje i ekstruziju. Tijekom tih procesa unutarnja kristalna struktura titana prolazi kroz očite promjene: velik broj dislokacija se stvara i umnožava unutar zrna, a zrna se izdužuju, komprimiraju ili pročišćavaju. Ove mikrostrukturne promjene snažno otežavaju daljnje kretanje dislokacija, što izravno dovodi do povećanja granice razvlačenja, vlačne čvrstoće i tvrdoće. Ovaj fenomen je poznat kao otvrdnjavanje deformacijom ili otvrdnjavanje radom.
S povećanjem deformacije pri hladnoj obradi, tvrdoća i čvrstoća titana stupnja 2 kontinuirano rastu, dok se duktilnost i istezanje smanjuju u skladu s tim. Pod niskom hladnom deformacijom, materijal zadržava dobru sposobnost oblikovanja uz umjereno poboljšanje čvrstoće. Pod visokom hladnom deformacijom, čvrstoća i tvrdoća mogu se znatno poboljšati, što ga čini prikladnim za dijelove koji zahtijevaju visoku krutost i otpornost na trošenje, kao što su spojni elementi, opruge, strukturni dijelovi tankih stijenki i kirurški instrumenti.
U stvarnoj industrijskoj proizvodnji, proces hladne obrade titana Grade 2 široko se koristi i može se kontrolirati. Proizvođači mogu ponuditi proizvode u različitim temperacijama, kao što su žareno stanje (meko stanje) i hladno obrađeno/očvrsnuto stanje, kako bi zadovoljili različite zahtjeve primjene. Za primjene koje zahtijevaju i umjerenu sposobnost oblikovanja u proizvodnji i visoku čvrstoću u radu, mogu se osmisliti odgovarajući hladni postupci za postizanje potrebne ravnoteže performansi.
Treba naglasiti da iako hladna obrada može značajno očvrsnuti titan Grade 2, pretjerana hladna deformacija će učiniti materijal previše krhkim i povećati rizik od pucanja tijekom obrade. Stoga se u stvarnoj proizvodnji često koriste višestruki koraci hladne obrade plus međužarenje za kontrolu tvrdoće i duktilnosti unutar razumnog raspona.
Ukratko, titan stupnja 2 definitivno se može očvrsnuti hladnom obradom, a hladna obrada je najvažnija i najučinkovitija metoda ojačanja za ovaj materijal. Kontroliranjem količine hladne deformacije, moguće je točno podesiti tvrdoću, čvrstoću i duktilnost titana stupnja 2 kako bi se zadovoljile potrebe raznih industrijskih primjena uključujući brodogradnju, desalinizaciju morske vode, kemijsku opremu i precizne strukturne komponente.
