تیتانیوم درجه 4 استقوی ترین گرید تیتانیوم خالص تجاری (CP).در خانواده تیتانیوم بدون آلیاژ برخلاف تیتانیوم آلیاژی (به عنوان مثال، درجه 5 Ti-6Al-4V)، هیچ عنصر آلیاژی عمداً اضافه شده ای ندارد - عملکرد آن از خواص ذاتی تیتانیوم ناشی می شود که فقط با سطوح کنترل شده ناخالصی های کمیاب اصلاح می شود.
مزیت اصلی آن در ایجاد تعادل استمقاومت در برابر خوردگی استثناییوقدرت برتردر مقایسه با سایر گریدهای تیتانیوم CP (درجات 1-3). مقاومت در برابر محیط های خشن مانند آب دریا، محلول های اسیدی و محیط های کلردار را حفظ می کند، در حالی که بالاترین مقاومت مکانیکی را در میان انواع تیتانیوم بدون آلیاژ ارائه می دهد. این باعث می شود آن را برای برنامه هایی که به دوام و محافظت در برابر خوردگی نیاز دارند، از جمله:
پردازش شیمیایی: لوله‌ها، دریچه‌ها و مخازن{0}مقاوم در برابر خوردگی.
مهندسی دریایی: اجزای ساختاری در معرض آب شور.
صنعت پزشکی: ایمپلنت‌های ارتوپدی (مانند ساقه‌های ران) و فیکسچرهای دندانی، که زیست سازگاری و استحکام در آنها حیاتی است.
تیتانیوم درجه 4 دارای حداقل خلوص تیتانیوم است99.0%، با محدودیت های دقیق برای عناصر ناخالصی برای اطمینان از عملکرد ثابت. جدول زیر ترکیب شیمیایی معمول آن را که مطابق با آن است، نشان می دهدASTM B265(استاندارد صفحه، ورق و نوار تیتانیوم):
در اینجا اکسیژن تاثیرگذارترین ناخالصی است: تیتانیوم درجه 4 دارای بالاترین میزان اکسیژن در بین گریدهای CP (تا 0.40٪) است. این افزودن اکسیژن کنترل شده عمدی است-به طور قابل توجهی استحکام ماده را بدون به خطر انداختن مقاومت خوردگی هسته آن افزایش می‌دهد.
سختی تیتانیوم درجه 4 بر اساس آن متفاوت استوضعیت عملیات حرارتی(به عنوان مثال، به طور کامل بازپخت، سرد-کار شده) و استاندارد آزمایش استفاده شده است. در زیر مقادیر معمولی برای رایج ترین حالت عرضه آن آمده است:تیتانیوم درجه 4 کاملا آنیل شده.
سختی برینل (HB)
محدوده معمولی:180–220 HB
استاندارد تست: ASTM E10
روش‌شناسی: از یک فرورفتگی توپ فولادی به قطر 10 میلی‌متر با بار 3000 کیلوگرمی (کیلوگرم{2}}نیروی) استفاده می‌کند.
سختی راکول
راکول بی (HRB):85-90 HRB
استاندارد تست: ASTM E18
روش شناسی: از یک فرورفتگی توپ فولادی با قطر 1/16 اینچ با بار 100 کیلوگرم استفاده می کند.
Rockwell C (HRC): برای تیتانیوم درجه 4 توصیه نمی شود. سختی آن برای اندازه گیری دقیق HRC بسیار کم است (معمولا<25 HRC).
سختی ویکرز (HV)
محدوده معمولی:190-230 HV
استاندارد تست: ASTM E92
روش‌شناسی: از یک فرورفتگی هرمی الماسی با بار 1 کیلوگرمی استفاده می‌کند که برای اندازه‌گیری فلزات نسبتاً نرم مانند تیتانیوم CP ایده‌آل است.
اثر کار سرد: اگر تیتانیوم درجه 4 تحت کار سرد قرار گیرد (به عنوان مثال، نورد، آهنگری بدون بازپخت{3}} پس از پردازش)، سختی آن می تواند 15-25٪ افزایش یابد. برای مثال، سختی ویکرز ممکن است تا ~280 HV افزایش یابد، اما این بهبود با کاهش- کاهش شکل‌پذیری همراه است.
