Luokan 2 titaani on seostamatonta kaupallisesti puhdasta titaania. Toisin kuin saostuskovettuvia titaaniseoksia, kuten Ti-6Al-4V, luokkaa 2 ei voida vahvistaa tavanomaisilla lämpökäsittelyprosesseilla, mukaan lukien liuoskäsittely, karkaisu ja vanhentaminen. Lämpökäsittelyä voidaan käyttää vain hehkutukseen materiaalin pehmentämiseksi, sisäisen jännityksen poistamiseksi tai sitkeyden palauttamiseksi, mutta se ei voi lisätä sen mekaanista lujuutta tai kovuutta. Siksi kylmätyöstyksestä tulee tärkein tapa parantaa luokan 2 titaanin mekaanisia ominaisuuksia.
Kylmämuokkaus tarkoittaa plastisia muodonmuutosprosesseja, jotka suoritetaan huoneenlämmössä tai materiaalin uudelleenkiteytyslämpötilan alapuolella, mukaan lukien kylmävalssaus, kylmäveto, kylmäleimaus, taivutus, taivuttaminen ja ekstruusio. Näiden prosessien aikana titaanin sisäinen kiderakenne käy läpi ilmeisiä muutoksia: rakeiden sisällä syntyy ja lisääntyy suuri määrä dislokaatioita, ja rakeita venytetään, puristetaan tai jalostetaan. Nämä mikrorakenteen muutokset estävät voimakkaasti dislokaatioliikkeen jatkamista, mikä johtaa suoraan myötölujuuden, vetolujuuden ja kovuuden kasvuun. Tätä ilmiötä kutsutaan jännityskarkaisuksi tai työkarkaisuksi.
Kylmätyöstön muodonmuutoksen kasvaessa luokan 2 titaanin kovuus ja lujuus kasvavat jatkuvasti, kun taas sitkeys ja venymä pienenevät vastaavasti. Alhaisessa kylmämuodonmuutoksessa materiaali säilyttää hyvän muovattavuuden samalla kun saavutetaan kohtalainen lujuusparannus. Suuressa kylmämuodonmuutoksessa lujuutta ja kovuutta voidaan parantaa huomattavasti, mikä tekee siitä sopivan osiin, jotka vaativat suurta jäykkyyttä ja kulutuskestävyyttä, kuten kiinnikkeitä, jousia, ohutseinäisiä rakenneosia ja kirurgisia instrumentteja.
Varsinaisessa teollisessa tuotannossa Grade 2 titaanin kylmätyöstöprosessi on laajalti käytetty ja hallittavissa. Valmistajat voivat tarjota tuotteita eri lämpötiloissa, kuten hehkutetussa tilassa (pehmeä tila) ja kylmämuokattu / jännityskarkaistu, erilaisten käyttövaatimusten täyttämiseksi. Sovelluksiin, jotka vaativat sekä kohtuullista muovattavuutta tuotannossa että suurta lujuutta käytössä, voidaan suunnitella sopivat kylmätyöstömenetelmät vaaditun suoritustasapainon saavuttamiseksi.
On syytä korostaa, että vaikka kylmämuokkaus voi kovettaa luokan 2 titaania merkittävästi, liiallinen kylmämuodonmuutos tekee materiaalista liian hauraan ja lisää halkeiluriskiä käsittelyn aikana. Siksi varsinaisessa tuotannossa käytetään usein useita kylmätyöstövaiheita sekä välihehkutusta kovuuden ja sitkeyden säätämiseen kohtuullisella alueella.
Yhteenvetona voidaan todeta, että luokan 2 titaani voidaan ehdottomasti kovettaa kylmämuokkauksella, ja kylmämuokkaus on tämän materiaalin tärkein ja tehokkain vahvistusmenetelmä. Hallitsemalla kylmän muodonmuutoksen määrää on mahdollista säätää tarkasti luokan 2 titaanin kovuus, lujuus ja sitkeys vastaamaan erilaisten teollisten sovellusten tarpeita, mukaan lukien meritekniikka, meriveden suolanpoisto, kemialliset laitteet ja tarkkuusrakennekomponentit.
