דרגה 2 ודרגה 3 מסווגות שתיהן כטיטניום טהור מסחרית (לא מגוגת) לפי ASTM B265 ותקנים בינלאומיים אחרים. הם חולקים את אותו אופי בסיסי של טיטניום -בטוהר גבוה, אבל מגבלות ההרכב הכימי שלהם, במיוחד יסודות ביניים, נשלטים בקפדנות ברמות שונות. הבדלים קטנים לכאורה אלה קובעים ישירות את תכונותיהם המכניות, יכולת הצורה ושדות היישום שלהם. להלן השוואה מפורטת של מאפייני ההרכב שלהם.
שתי הדרגות מבוססות על Ti כמרכיב העיקרי, עם טוהר טיטניום של מעל 99%. ההבדלים העיקריים נעוצים ביסודות אינטרסטיציאליים כמו חמצן, חנקן, מימן, פחמן והיסוד השיורי ברזל. בין אלה, תכולת החמצן היא המשתנה הקריטי והמייצג ביותר.
חמצן (O)הוא היסוד המשפיע ביותר בטיטניום טהור מבחינה מסחרית. עבור דרגה 2, תכולת החמצן המקסימלית מוגבלת ל-0.18%, ואילו עבור דרגה 3 היא מוגברת ל-0.25%. חמצן פועל כמחזק תמיסות מוצק- בטיטניום: תכולת חמצן גבוהה יותר משפרת משמעותית את חוזק המתיחה, חוזק התפוקה והקשיות, אך מפחיתה את הגמישות ואת יכולת הצורה. זוהי הסיבה הבסיסית לכך שלדרגה 3 יש חוזק גבוה יותר אך ביצועי כיפוף והטבעה נמוכים יותר מאשר לדרגה 2.
חנקן (N)יש אפקט חיזוק דומה לחמצן. גם לדרגה 2 וגם לדרגה 3 יש אותה מגבלה של חנקן, עם תכולה מקסימלית של 0.03%. חנקן הוא גם יסוד מחזק חזק, אך תכולתו נמוכה בדרך כלל בייצור תעשייתי ואינה מהווה הבדל ממשי בין שתי הדרגות.
פחמן (C)הוא יסוד שיורי נפוץ. תכולת הפחמן המקסימלית הן לדרגה 2 והן לדרגה 3 היא 0.10%. בטווח זה, לפחמן יש השפעה מועטה על התכונות הבסיסיות של טיטניום טהור ואינו תורם להבדל הביצועים בין שתי הכיתות.
מימן (H)חייב להיות בפיקוח קפדני כדי למנוע התפרקות מימן. לשתי הדרגות יש את אותה מגבלת מימן, עם מקסימום של 0.015%. תכולת מימן נמוכה מבטיחה קשיחות טובה ומונעת סדקים במהלך עיבוד או שירות.
ברזל (Fe)הוא היסוד השיורי העיקרי בסגסוגות טיטניום. תכולת הברזל המקסימלית הן לדרגה 2 והן לדרגה 3 היא 0.30%. הברזל גם מחזק מעט את הטיטניום, אך מכיוון שהגבולות זהים, הברזל אינו גורם להבדלים בין שתי הדרגות.
לסיכום, לכיתה 2 ולכיתה 3 יש מערכות הרכב כימי כמעט זהות - ההבדל האמיתי והמשמעותי היחיד הוא תכולת החמצן. דרגה 2 משתמשת בחמצן נמוך יותר כדי לשמור על משיכות מעולה, יכולת צורה, כיפוף והטבעה; דרגה 3 מגבירה את החמצן בצורה מתאימה כדי להשיג חוזק וקשיחות גבוהים יותר, תוך שמירה על יכולת עיבוד טובה.
הבדל מבוקר זה בהרכב הופך את דרגה 2 למתאים לחלקים הדורשים ציור עמוק, כיפוף ועיצוב מורכב, בעוד שדרגה 3 משמשת בחלקים מבניים הדורשים חוזק גבוה יותר וקשיחות מסוימת. הבנת ההבדלים בהרכב שלהם עוזרת למשתמשים לבחור את דרגת הטיטניום הנכונה עבור עיצוב חומר, עיבוד ייצור ויישומים הנדסיים.
