Rendiment de resistència i duresa del titani comercialment pur i la seva idoneïtat per a aplicacions estructurals de càrrega pesada-
El titani comercialment pur (CP-Ti, normalment classificat en graus com ara el grau 1 al grau 4 segons el contingut d'impureses i el nivell d'oxigen) presenta un perfil de duresa i resistència diferent que varia segons el seu grau.
En termes deduresa, ja que-el CP-ti fos colat o recuit té generalment una duresa Brinell (HB) que oscil·la entre 80 i 150. El grau 1 (el grau de resistència més dúctil i més baix-) té un HB d'uns 80-100, mentre que el grau 4 (el grau més alt{9}de HB) pot assolir una força pura{{9}comercial. 130-150, que és notablement inferior a l'acer d'alta -resistencia (p. ex., acer d'aliatge temperat i temperat amb HB que sovint supera els 300) o aliatges de titani (com Ti-6Al-4V amb HB al voltant de 300).
Perresistència a la tracció, Grau 1 CP-Ti té una resistència a la fluència d'aproximadament 170–240 MPa i una resistència a la tracció màxima de 240–300 MPa; El CP-Ti de grau 4, amb un contingut d'oxigen més elevat (un element de reforç de la-solució sòlida), aconsegueix un límit elàstic de 480–550 MPa i una resistència a la tracció màxima de 550–620 MPa. Tanmateix, fins i tot el grau comercial de titani pur més fort no compleix els requisits mecànics de les estructures de càrrega pesada-. Els components de càrrega pesada-(per exemple, bigues de pont, bastidors de maquinària pesada, estructures de suport de càrrega principal-aeronàutica) solen exigir forces de fluència superiors a 600 MPa i una excel·lent resistència a la fatiga sota càrregues cícliques. La força absoluta relativament baixa del CP-Ti, juntament amb el seu mòdul elàstic més baix (uns 110 GPa, aproximadament la meitat de l'acer), condueix a una deformació elàstica excessiva sota càrregues pesades, que compromet l'estabilitat estructural i la precisió dimensional. Així,El titani comercialment pur no pot satisfer les exigències de les aplicacions estructurals de càrrega pesada-; en canvi, es prefereixen aliatges de titani (p. ex., Ti-6Al-4V amb un límit elàstic superior a 860 MPa) o acers d'alta resistència per a aquests escenaris.
Plasticitat, duresa del titani comercialment pur i el seu comportament de fragilitat a baixes temperatures
El titani pur comercialment és excel·lentplasticitat i duresaen el seu interval de servei de temperatura-ambiental. En estat recuit, el grau 1 CP-Ti pot aconseguir un allargament a la ruptura del 20% al 30% i una reducció de l'àrea del 40% al 60%, permetent l'embotit profund, la forja i altres processos de conformació complexos sense esquerdar-se. Grau 4 CP-Ti, malgrat la seva major resistència, encara manté un allargament respectable del 10% al 15%, equilibrant la resistència i la conformabilitat. Pel que fa a la tenacitat, el CP-Ti té una alta tenacitat a la fractura (KIC) de 50-80 MPa·m^(1/2) en estat de recuit, que és significativament superior a la de molts aliatges fràgils i garanteix la resistència a la fractura sobtada sota impacte o càrregues dinàmiques.
Pel que fa al rendiment atemperatures baixes, el titani comercialment pur no presenta fragilitat en fred, un avantatge crític respecte als acers al carboni (que tendeixen a tornar-se trencadissos per sota de la seva temperatura de transició dúctil-fràgil, normalment entre -20 graus i -40 graus ). El CP-Ti conserva una bona ductilitat i duresa fins i tot a temperatures extremadament baixes (com ara temperatures criogèniques de -253 graus, prop del punt d'ebullició de l'hidrogen líquid). Per exemple, a -196 graus (temperatura del nitrogen líquid), el grau 2 CP-Ti encara manté un allargament superior al 15% i no mostra una disminució significativa de la resistència a l'impacte. Això s'atribueix a l'estructura de cristall hexagonal tancat (HCP) del titani, que, tot i que té menys sistemes de lliscament que els metalls cúbics centrats en el cos (BCC) a temperatura ambient, experimenta un moviment de dislocació millorat i una capacitat de deformació a baixes temperatures sense el mecanisme de fragilitat que s'observa en els acers BCC (per exemple, fractura de segregació de límit de gra o segregació de límits). Per tant,El titani comercialment pur no es tornarà trencadís en entorns de baixa-temperaturai s'utilitza àmpliament en enginyeria criogènica, com ara equips d'emmagatzematge i transport de gas natural líquid (GNL) i components criogènics aeroespacials.
