Titânio Grau 2 – UNS R50400
Titânio comercialmente puro (CP), grau de uso geral
Titânio comercialmente puro de estrutura alfa, com resistência controlada pelos teores de oxigênio e ferro. É o grau mais usado na indústria química pela combinação de resistência à corrosão em meios oxidantes e clorados, boa ductilidade e soldabilidade. Não é endurecível por tratamento térmico.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | R50400 |
| W.Nr./EN | 3.7035 (Ti 2) |
| DIN | DIN 17850 Ti 2 |
| JIS | JIS H 4600 Classe 2 (TP340) |
| Comercial | Ti CP Gr 2, Ti40 |
| Outras | GB TA2; ASME SB-348/SB-265/SB-338 Gr 2 |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra | ASTM B348 Gr 2 |
| Chapa | ASTM B265 Gr 2 |
| Forjado/flange | ASTM B381 F-2 |
| Tubo | ASTM B338 Gr 2 (trocador) / B861 (sem costura) / B862 (com costura) |
| Conexão | ASTM B363 WPT2 |
| Implante | ASTM F67 Gr 2 |
Composição química (%)
ASTM B348 Gr 2 (% em massa)
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| N | ≤ 0,03 |
| C | ≤ 0,08 |
| H | ≤ 0,015 |
| Fe | ≤ 0,30 |
| O | ≤ 0,25 |
| Residuais (cada) | ≤ 0,10 |
| Residuais (total) | ≤ 0,40 |
| Ti | balanço |
Propriedades mecânicas
recozido (ASTM B348, temperatura ambiente)
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Limite de escoamento (0,2%) | ≥ 275 MPa |
| Resistência à tração | ≥ 345 MPa |
| Alongamento (4D) | ≥ 20% |
| Redução de área | ≥ 30% |
| Dureza | ≈ 160 – 200 HV (típico) |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 4,51 g/cm³ |
| Faixa de fusão | ≈ 1.660 – 1.670 °C |
| Módulo de elasticidade | ≈ 103 – 105 GPa |
| Condutividade térmica (20 °C) | ≈ 16 – 22 W/m·K (típico) |
| Expansão térmica (20–100 °C) | ≈ 8,6 µm/m·K |
| Transus beta | ≈ 900 – 925 °C |
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | ASME Seção VIII permite uso até 316 °C; oxidação e absorção de O/N tornam-se relevantes acima de ~425 °C. Mantém tenacidade em temperaturas criogênicas. |
| Tratamento térmico | Fornecido recozido. Recozimento 650 – 760 °C, 0,5 – 2 h, resfriamento ao ar. Alívio de tensões 480 – 595 °C, 0,25 – 4 h. Não endurece por tratamento térmico. |
| Soldagem | Boa soldabilidade por TIG (GTAW), plasma, laser e feixe de elétrons, com vareta AWS A5.16 ERTi-2 (ou ERTi-1). Exige proteção com argônio na poça, no cordão (trailing shield) e na raiz até abaixo de ~430 °C. Não soldar por fusão a aço ou inox (forma intermetálicos frágeis). |
| Usinagem | Usinável com ferramentas afiadas de metal duro, baixa velocidade, avanço constante e refrigeração abundante; tende a empastar (galling) e cavacos finos são inflamáveis. |
Aplicações típicas
- Trocadores de calor e condensadores com água do mar
- Equipamentos de cloro-álcali e branqueamento de celulose (ClO2)
- Vasos, tanques e tubulações de processo químico
- Dessalinização
- Galvanoplastia (cestos de anodo, gancheiras)
- Dutos e componentes aeronáuticos não estruturais
- Implantes e instrumentais (ASTM F67)
Alternativas: Gr 1 para máxima conformabilidade; Gr 3/Gr 4 para mais resistência; Gr 7, Gr 16 ou Gr 12 em ácidos redutores ou risco de corrosão em fresta acima de ~70 °C; Gr 5 quando a resistência mecânica é o requisito principal.
Titânio Grau 2: guia completo
O que é o titânio Grau 2
O Grau 2 pertence à família do titânio e suas ligas, no grupo dos graus comercialmente puros (CP), numerados de 1 a 4 conforme o teor de oxigênio e ferro: quanto mais intersticiais, maior a resistência e menor a ductilidade. O Grau 2 é o equilíbrio mais usado entre resistência, conformabilidade e soldabilidade. A estrutura é hexagonal compacta (fase alfa) até 882 °C, não magnética, e o material não endurece por tratamento térmico.
Composição química
A ASTM B348 limita o nitrogênio a 0,03%, o carbono a 0,08%, o hidrogênio a 0,015%, o ferro a 0,30% e o oxigênio a 0,25%, com residuais de até 0,10% cada e 0,40% no total; o titânio é o restante.
Soldagem
O titânio solda bem por TIG e MIG com consumível ERTi-2, mas é muito reativo acima de cerca de 430 °C: a poça, a raiz e o cordão em resfriamento precisam de proteção com argônio de alta pureza, purga e sapata de arraste. A cor do cordão é o critério de aceitação: prata e palha aprovam, azul exige avaliação e roxo, cinza ou branco reprovam. Ferramentas, escovas e rebolos devem ser exclusivos para titânio.
Corrosão e limites de uso
O filme passivo de TiO2, que se regenera em presença de oxigênio ou água, torna o Grau 2 praticamente imune a água do mar e salmouras em qualquer temperatura, cloro úmido, hipocloritos, cloretos quentes, ácido nítrico e ácidos orgânicos, sem pite nem corrosão sob tensão. O titânio não resiste a ácido fluorídrico e fluoretos, a ácidos clorídrico e sulfúrico concentrados e quentes, a cloro seco e a metanol anidro; para frestas em cloretos quentes usa-se o Grau 7, com paládio. O uso pelo código ASME vai até cerca de 315 °C. A condutividade térmica é baixa, cerca de um terço da do aço carbono; o excelente desempenho em trocadores vem da parede fina possível e da ausência de incrustação e corrosão.
Aplicações
Trocadores de calor e condensadores de água do mar, plantas de dessalinização, células e equipamentos de cloro-álcali, cestos e ganchos de galvanoplastia, tanques e tubulação de processos químicos oxidantes, equipamentos de branqueamento de celulose, componentes de petróleo e gás offshore, equipamentos médicos e peças de arquitetura. Para resistência mecânica alta, a liga Grau 5.
Formas de fornecimento e serviços da Dustre
Barras redondas cortadas em serra fita na medida, com usinagem de desbaste ou acabamento e ensaios de dureza e tração. Todo o material é fornecido com certificado de inspeção 3.1 e rastreabilidade de corrida.
Perguntas frequentes
Qual a composição química do Titânio Grau 2?
Pela ASTM B348 Gr 2 (% em massa): N ≤ 0,03; C ≤ 0,08; H ≤ 0,015; Fe ≤ 0,30; O ≤ 0,25; Residuais (cada) ≤ 0,10.
Quais normas cobrem o Titânio Grau 2?
Barra: ASTM B348 Gr 2. Chapa: ASTM B265 Gr 2. Forjado/flange: ASTM B381 F-2. Tubo: ASTM B338 Gr 2 (trocador) / B861 (sem costura) / B862 (com costura). Conexão: ASTM B363 WPT2. Implante: ASTM F67 Gr 2.
Até que temperatura o Titânio Grau 2 pode ser usado?
ASME Seção VIII permite uso até 316 °C; oxidação e absorção de O/N tornam-se relevantes acima de ~425 °C. Mantém tenacidade em temperaturas criogênicas.
Quais materiais substituem o Titânio Grau 2?
Gr 1 para máxima conformabilidade; Gr 3/Gr 4 para mais resistência; Gr 7, Gr 16 ou Gr 12 em ácidos redutores ou risco de corrosão em fresta acima de ~70 °C; Gr 5 quando a resistência mecânica é o requisito principal.