Grad 2 ist kommerziell reines Titan und seine Kriechfestigkeit ist im Vergleich zu Titanlegierungen relativ gering, es zeigt jedoch immer noch ein vorhersehbares und brauchbares Verhalten bei mäßig erhöhten Temperaturen.
Unter Kriechen versteht man die langsame plastische Verformung eines Materials unter konstanter Spannung und einer festgelegten Temperatur über einen längeren Zeitraum. Bei Titan der Güteklasse 2 wird das Kriechen zu einem Konstruktionsaspekt, wenn die Betriebstemperatur etwa 150 Grad (300 Grad F) übersteigt, und sein Einfluss wird mit zunehmender Temperatur und Belastung immer bedeutender.
Bei Temperaturen unter 315 Grad (600 Grad F) behält Klasse 2 eine mäßige Kriechfestigkeit bei. Es wird häufig in spannungsarmen und nichtstrukturellen Hochtemperaturanwendungen wie Wärmetauschern, Rohrleitungssystemen und Komponenten in Verarbeitungsanlagen eingesetzt. Unter Bedingungen hoher Belastung und hoher Temperatur verformt sich reines Titan jedoch leichter als legierte Sorten wie Ti-6Al-4V oder andere hitzebeständige Titanlegierungen.
Das Kriechverhalten der Klasse 2 wird stark beeinflusst durch:
Temperatur:Höhere Temperaturen verringern die Kriechfestigkeit drastisch und beschleunigen die Verformung.
Stresslevel:Eine höhere angelegte Spannung verkürzt die Kriechlebensdauer und erhöht die Kriechdehnungsrate.
Mikrostruktur:Die Korngröße spielt eine Rolle; Feinere Korngrößen verringern im Allgemeinen die Kriechfestigkeit, während gröbere Mikrostrukturen sie verbessern können.
Expositionszeit:Eine längere Einwirkung hoher Temperaturen fördert Kriechverformung und Spannungsrelaxation.
Da Grad 2 keine verstärkenden Legierungselemente wie Aluminium, Vanadium oder Zinn enthält, fehlt ihm die Hochtemperaturstabilität und Kriechfestigkeit, die durch Ausscheidungshärtung oder Mischkristallverfestigung in Titanlegierungen erreicht werden. Daher wird Klasse 2 nicht für hochbelastbare Strukturbauteile empfohlen, die über längere Zeiträume hohen Belastungen bei Temperaturen über 300–350 Grad ausgesetzt sind.
Zusammenfassend:
Unter 150 Grad: Ausgezeichnete Dimensionsstabilität; Kriechen ist vernachlässigbar.
150–315 Grad: Mäßiges Kriechverhalten; akzeptabel für Anwendungen mit geringer bis mittlerer Belastung.
Über 315 Grad: Die Kriechfestigkeit nimmt deutlich ab; Nicht geeignet für stark beanspruchte bauliche Zwecke.
Für hohe Temperatur- und Kriechfestigkeitsanforderungen werden in der Regel Titanlegierungen oder andere hitzebeständige Materialien anstelle von kommerziell reinem Titan der Güteklasse 2 empfohlen.
