Kaupallisesti puhtaan titaanin lujuus ja kovuus ja sen soveltuvuus raskaisiin{0}}kuormitussovelluksiin
Kaupallisesti puhtaalla titaanilla (CP-Ti, joka luokitellaan tyypillisesti luokkiin, kuten Grade 1 - Grade 4 epäpuhtauspitoisuuden ja happitason perusteella) on selkeä lujuus- ja kovuusprofiili, joka vaihtelee sen laadun mukaan.
Mitä tuleekovuus, koska -valetun tai hehkutetun CP-Ti:n Brinell-kovuus (HB) on yleensä 80–150. Luokan 1 (muovattavin ja alhaisin{5}}lujuusaste) HB on noin 80–100, kun taas luokan 4 (korkein kaupallinen lujuusaste{{9}) 130–150, mikä on huomattavasti alhaisempi kuin korkea{12}}lujuus teräs (esim. karkaistu ja karkaistu seosteräs, jonka HB usein ylittää 300) tai titaaniseokset (kuten Ti-6Al-4V, jonka HB on noin 300).
vartenvetolujuus, Grade 1 CP-Ti:n myötölujuus on noin 170–240 MPa ja murtolujuus 240–300 MPa; Grade 4 CP-Ti, jolla on korkeampi happipitoisuus (kiinteä-liuosta vahvistava elementti), saavuttaa myötölujuuden 480–550 MPa ja murtovetolujuuden 550–620 MPa. Kuitenkin jopa vahvin kaupallinen puhdas titaanilaatu ei täytä raskaiden{14}}kuormitusrakenteiden mekaanisia vaatimuksia. Raskaat{16}}kuormituskomponentit (esim. siltapalkit, raskaiden koneiden rungot, ilmailun pääkuormitusta{19}}kannattavat rakenteet) vaativat tyypillisesti yli 600 MPa:n myötölujuuden ja erinomaista väsymiskestävyyttä syklisissä kuormissa. CP-Ti:n suhteellisen alhainen absoluuttinen lujuus yhdistettynä sen pienempään kimmokerrokseen (noin 110 GPa, noin puolet teräksestä) johtaa liialliseen elastiseen muodonmuutokseen raskaiden kuormien alla, mikä vaarantaa rakenteellisen vakauden ja mittatarkkuuden. Siten,kaupallisesti puhdas titaani ei voi täyttää raskaan{0}}kuormituksen rakenteellisten sovellusten vaatimuksia; Sen sijaan tällaisissa skenaarioissa suositaan titaaniseoksia (esim. Ti-6Al-4V, jonka myötöraja on yli 860 MPa) tai lujia teräksiä.
Kaupallisesti puhtaan titaanin plastisuus, sitkeys ja sen haurauskäyttäytyminen matalissa lämpötiloissa
Kaupallisesti puhdas titaani on erinomainenplastisuus ja sitkeysympäristön{0}}lämpötiloissaan. Hehkutetussa tilassa Grade 1 CP-Ti voi saavuttaa murtovenymän 20–30 % ja pinta-alan pienenemisen 40–60 %, mikä mahdollistaa syväveto-, taonta- ja muut monimutkaiset muovausprosessit ilman halkeilua. Grade 4 CP-Ti, huolimatta korkeammasta lujuudestaan, säilyttää silti kunnioitettavan 10–15 %:n venymän, joka tasapainottaa lujuuden ja muovattavuuden. Sitkeydessään CP-Ti:n murtolukeus (KIC) on korkea, 50–80 MPa·m^(1/2) hehkutetussa tilassa, mikä on huomattavasti korkeampi kuin monilla haurailla metalliseoksilla ja varmistaa kestävyyden äkilliselle hauraalle murtumiselle iskun tai dynaamisen kuormituksen aikana.
Mitä tulee suoritukseen klomatalat lämpötilat, kaupallisesti puhdas titaani ei osoita kylmähaurautta, mikä on kriittinen etu hiiliteräksiin verrattuna (joilla on taipumus haurastua sitkeän -hauraan siirtymälämpötilansa alapuolella, tyypillisesti noin -20 - -40 astetta). CP-Ti säilyttää hyvän sitkeyden ja sitkeyden jopa erittäin alhaisissa lämpötiloissa (kuten -253 asteen kryogeenisissä lämpötiloissa, lähellä nestemäisen vedyn kiehumispistettä). Esimerkiksi -196 asteessa (nestemäisen typen lämpötila) Grade 2 CP-Ti säilyttää edelleen yli 15 %:n venymän eikä osoita merkittävää iskunkestävyyden heikkenemistä. Tämä johtuu titaanin heksagonaalisesta tiiviisti pakatusta (HCP) kiderakenteesta, jossa on vähemmän liukujärjestelmiä kuin kehokeskeisillä kuutiometreillä (BCC) huoneenlämmössä, mutta se käy läpi paremman dislokaatioliikkeen ja muodonmuutoskapasiteetin matalissa lämpötiloissa ilman BCC-teräksissä havaittua haurastumismekanismia (esim. Siksikaupallisesti puhdas titaani ei haurastu{0}}alhaisissa lämpötiloissaja sitä käytetään laajalti kryogeenisessä tekniikassa, kuten nestemäisen maakaasun (LNG) varastointi- ja kuljetuslaitteissa ja ilmailun kryogeenisissa komponenteissa.
