O titânio grau 2 é titânio comercialmente puro sem liga. Ao contrário das ligas de titânio que endurecem por precipitação, como o Ti‑6Al‑4V, o Grau 2 não pode ser reforçado por processos convencionais de tratamento térmico, incluindo tratamento em solução, têmpera e envelhecimento. O tratamento térmico só pode ser usado para recozimento para suavizar o material, liberar tensões internas ou restaurar a ductilidade, mas não pode aumentar sua resistência mecânica ou dureza. Portanto, o trabalho a frio torna-se a forma mais importante de melhorar as propriedades mecânicas do titânio Grau 2.
O trabalho a frio refere-se a processos de deformação plástica realizados à temperatura ambiente ou abaixo da temperatura de recristalização do material, incluindo laminação a frio, trefilação a frio, estampagem a frio, dobra, estampagem e extrusão. Durante esses processos, a estrutura cristalina interna do titânio sofre mudanças óbvias: um grande número de discordâncias é gerado e multiplicado dentro dos grãos, e os grãos são alongados, comprimidos ou refinados. Essas mudanças microestruturais dificultam fortemente o movimento adicional de deslocamento, o que leva diretamente ao aumento da resistência ao escoamento, resistência à tração e dureza. Este fenômeno é conhecido como endurecimento por deformação ou endurecimento por trabalho.
Com o aumento da deformação por trabalho a frio, a dureza e a resistência do titânio Grau 2 aumentam continuamente, enquanto a ductilidade e o alongamento diminuem proporcionalmente. Sob baixa deformação a frio, o material mantém boa conformabilidade enquanto obtém melhoria moderada de resistência. Sob alta deformação a frio, a resistência e a dureza podem ser bastante melhoradas, tornando-o adequado para peças que exigem alta rigidez e resistência ao desgaste, como fixadores, molas, peças estruturais de paredes finas e instrumentos cirúrgicos.
Na produção industrial real, o processo de trabalho a frio do titânio Grau 2 é amplamente utilizado e controlável. Os fabricantes podem fornecer produtos em diferentes têmperas, como condição recozida (estado macio) e condição trabalhada a frio/endurecida por deformação, para atender a diferentes requisitos de aplicação. Para aplicações que exigem conformabilidade moderada na produção e alta resistência em serviço, procedimentos apropriados de trabalho a frio podem ser projetados para atingir o equilíbrio de desempenho necessário.
Deve-se enfatizar que, embora o trabalho a frio possa endurecer significativamente o titânio Grau 2, a deformação excessiva a frio tornará o material muito frágil e aumentará o risco de rachaduras durante o processamento. Portanto, na produção real, múltiplas etapas de trabalho a frio mais recozimento intermediário são frequentemente usadas para controlar a dureza e a ductilidade dentro de uma faixa razoável.
Em resumo, o titânio Grau 2 pode definitivamente ser endurecido por trabalho a frio, e o trabalho a frio é o método de fortalecimento mais importante e eficaz para este material. Ao controlar a quantidade de deformação a frio, é possível ajustar com precisão a dureza, a resistência e a ductilidade do titânio Grau 2 para atender às necessidades de diversas aplicações industriais, incluindo engenharia naval, dessalinização de água do mar, equipamentos químicos e componentes estruturais de precisão.
