Titanijum 2. razreda je nelegirani komercijalno čisti titanijum. Za razliku od legura titanijuma koji očvršćuju taloženjem, kao što je Ti‑6Al‑4V, Grade 2 ne može se ojačati konvencionalnim procesima toplotne obrade uključujući tretman rastvorom, gašenje i starenje. Toplinska obrada može se koristiti samo za žarenje kako bi se omekšao materijal, oslobodio unutrašnje naprezanje ili obnovila duktilnost, ali ne može povećati njegovu mehaničku čvrstoću ili tvrdoću. Stoga, hladna obrada postaje najvažniji način za poboljšanje mehaničkih svojstava titanijuma 2. stepena.
Hladna obrada se odnosi na procese plastične deformacije koji se izvode na sobnoj temperaturi ili ispod temperature rekristalizacije materijala, uključujući hladno valjanje, hladno izvlačenje, hladno štancanje, savijanje, savijanje i ekstruziju. Tokom ovih procesa, unutrašnja kristalna struktura titanijuma prolazi kroz očigledne promene: veliki broj dislokacija se stvara i umnožava unutar zrna, a zrna se izdužuju, sabijaju ili rafinišu. Ove mikrostrukturne promjene snažno ometaju daljnje kretanje dislokacije, što direktno dovodi do povećanja granice popuštanja, vlačne čvrstoće i tvrdoće. Ova pojava je poznata kao otvrdnjavanje na naprezanje ili otvrdnjavanje radom.
Sa povećanjem deformacije hladnog rada, tvrdoća i čvrstoća titanijuma stepena 2 kontinuirano rastu, dok se duktilnost i istezanje shodno tome smanjuju. Pod niskom hladnom deformacijom, materijal održava dobru formabilnost uz umjereno poboljšanje čvrstoće. Pod visokom hladnom deformacijom, čvrstoća i tvrdoća se mogu znatno poboljšati, što ga čini pogodnim za dijelove koji zahtijevaju visoku krutost i otpornost na habanje, kao što su pričvršćivači, opruge, strukturni dijelovi sa tankim zidovima i hirurški instrumenti.
U stvarnoj industrijskoj proizvodnji, proces hladne obrade titanijuma stepena 2 se široko koristi i može se kontrolisati. Proizvođači mogu ponuditi proizvode u različitim temperamentima, kao što su žareno stanje (meko stanje) i hladno obrađeno/deformaciono kaljeno stanje, kako bi zadovoljili različite zahtjeve primjene. Za aplikacije koje zahtijevaju i umjerenu formabilnost u proizvodnji i visoku čvrstoću u eksploataciji, mogu se osmisliti odgovarajući postupci hladnog rada kako bi se postigla potrebna ravnoteža performansi.
Treba naglasiti da iako hladna obrada može značajno očvrsnuti titanijum 2. stepena, prekomerna hladna deformacija će učiniti materijal previše krhkim i povećati rizik od pucanja tokom obrade. Stoga se u stvarnoj proizvodnji često koriste višestruki koraci hladne obrade plus srednje žarenje za kontrolu tvrdoće i duktilnosti u razumnom rasponu.
Ukratko, titanijum 2. stepena definitivno se može očvrsnuti hladnom obradom, a hladna obrada je najvažnija i najefikasnija metoda ojačanja za ovaj materijal. Kontrolom količine hladne deformacije, moguće je precizno podesiti tvrdoću, čvrstoću i duktilnost titanijuma razreda 2 kako bi se zadovoljile potrebe različitih industrijskih primjena, uključujući pomorsko inženjerstvo, desalinizaciju morske vode, hemijsku opremu i precizne strukturne komponente.
