يُعد التيتانيوم أحد أكثر المعادن أمانًا التي يمكنك ارتداؤها حتى لو كانت بشرتك حساسة. فهو يشكل طبقة أكسيد كيميائيًا خاملة تمنع انبعاث الأيونات — وهي الآلية الفعلية الكامنة وراء معظم حالات الحساسية تجاه المجوهرات. كما أنه لا يتعرض للتلطيخ أو الصدأ، ولا يتسبب في تحول لون البشرة إلى اللون الأخضر. لكن هناك مشكلة واحدة: المجوهرات “المطلية بالتيتانيوم” تختلف عن
تعد ساعات التيتانيوم أخف وزنًا بنحو 45% مقارنةً بنظيراتها المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، لكن مقاومة الخدش تختلف بشكل كبير حسب الدرجة والمعالجة السطحية. يبلغ معدل صلابة فيكرز للتيتانيوم الخام من الدرجة 2 — وهي الدرجة الأكثر شيوعًا في الساعات من الفئة المبتدئة إلى المتوسطة — حوالي 145 HV، وهو ما يكاد يطابق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L الذي يتراوح معدل صلابته بين 150 و200 HV.
قشات التيتانيوم خالية بطبيعتها من مادة BPA — فالتيتانيوم معدن نقي وليس بلاستيكًا، لذا لا يمكن أن يحتوي على مادة BPA بحكم تعريفه. والتيتانيوم الآمن للاستخدام الغذائي (الدرجة 1 أو الدرجة 2 CP) هو مادة لا تسبب الحساسية، ولا يحتوي على أي نيكل، ويشكل طبقة سطحية من الأكسيد ذاتية التجدد تمنع كل من الطعم المعدني وتسرب الأيونات. الفولاذ المقاوم للصدأ
تزن أكواب السفر المصنوعة من التيتانيوم 40–60% أقل من تلك المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، ولا تضفي أبدًا طعمًا معدنيًّا، وتُعد من بين أكثر المواد أمانًا المستخدمة في صناعة أواني المشروبات — وهي نفس التيتانيوم من الدرجة 1–2 CP المستخدم في الغرسات الجراحية. المقابل: يحافظ التيتانيوم ذو الجدران المزدوجة على القهوة ساخنةً وصالحة للشرب لمدة 45–60 دقيقة، وليس 6–12 ساعة مثل الأكواب الفراغية
الدرجة 2 (UNS R50400) هي تيتانيوم نقي تجاريًّا — وهو العنصر الأساسي في صناعة العمليات الكيميائية، حيث يسهل تشكيله ولحامه، ويتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل العام. أما الدرجة 12 (UNS R53400، Ti-0.3Mo-0.8Ni) فتحتوي على 0.8% من النيكل و0.3% من الموليبدينوم لزيادة مقاومة الخضوع بمقدار ~25% تقريبًا، وتوسيع نطاق مقاومة التآكل الشقي ليشمل درجات حرارة
لا تقدم جميع أنواع التيتانيوم أداءً متماثلاً في الاستخدامات الكيميائية. فالدرجة 2 تتحمل البيئات المؤكسدة مثل حمض النيتريك بشكل موثوق، لكنها تفشل في مقاومة الأحماض المختزلة مثل حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك عند تركيزات تزيد عن ~5%. الدرجة 7 — وهي الدرجة 2 مع إضافة البلاديوم — توسع نطاق المقاومة لتشمل البيئات الحمضية المختزلة حتى ~10%
التيتانيوم من الدرجة 7 (UNS R52400، ASTM B265) هو تيتانيوم نقي تجاريًا مضاف إليه 0.12–0.25 بالوزن من البلاديوم. وتؤدي هذه الإضافة الضئيلة من البلاديوم إلى تغيير جذري في سلوك السبيكة في البيئات الحمضية المختزلة — وهي البيئات التي تتآكل فيها درجات التيتانيوم القياسية بسرعة. تحتوي الدرجة 11 على نفس نطاق البلاديوم، لكنها تستخدم نسبة أقل من الأكسجين والحديد
يتشارك التيتانيوم من الدرجة 2 والدرجة 7 في خصائص ميكانيكية متطابقة وتركيبات كيميائية متطابقة تقريبًا — والفرق الوحيد هو وجود 0.12–0.25% من البلاديوم في الدرجة 7. وهذه الإضافة الضئيلة تغير كل شيء في البيئات الحمضية المختزلة. ففي حمض الهيدروكلوريك (HCl) المغلي 5%، يتآكل التيتانيوم من الدرجة 7 بمعدل 0.18 مم/سنة؛ بينما يفقد التيتانيوم من الدرجة 2 أكثر من 10
يُعد التيتانيوم النقي تجاريًا (CP) وسبائك Ti-6Al-4V أكثر أنواع التيتانيوم استخدامًا في الصناعة، لكنهما يخدمان أغراضًا مختلفة تمامًا. التيتانيوم النقي تجاريًا (الدرجات 1–4) هو معدن شبه نقي — لين، ومقاوم للتآكل بدرجة عالية، وسهل التشكيل واللحام. أما Ti-6Al-4V (الدرجة 5) فهو سبيكة ألفا-بيتا تحتوي على ما يقارب
التيتانيوم من الدرجة 3 (UNS R50550) هو تيتانيوم نقي تجاريًا (CP) في الطور ألفا، ويحتوي على ما يصل إلى 0.35 بالوزن من الأكسجين — وهو ما يزيد عن أي درجة أخرى من الدرجات النقية تجاريًا باستثناء الدرجة 4. ويمنحه هذا الأكسجين الإضافي قوة شد لا تقل عن 448 ميجا باسكال (65 كيلو باسكال لكل بوصة مربعة)، أي أعلى بنحو 30% من قوة الشد للدرجة 2 البالغة 345 ميجا باسكال.
يُعد التيتانيوم معدنًا استثنائيًا بين المعادن الإنشائية لأنه يتواجد في شكلين بلوريين متميزين اعتمادًا على درجة الحرارة وتركيبة السبائك. عند درجات حرارة تقل عن 882 درجة مئوية تقريبًا، يتخذ التيتانيوم النقي بنية سداسية مكتظة (HCP) تُعرف بالمرحلة ألفا. أما عند درجات حرارة أعلى من ذلك، فيتحول إلى ترتيب مكعب مركزي (BCC) يُسمى «الطور بيتا». عناصر السبائك
لا يقاوم التيتانيوم التآكل بسبب خصائصه الكيميائية الأساسية، بل بفضل طبقة أكسيد غير مرئية — يبلغ سمكها ما بين 2 و6 نانومتر فقط — تتشكل على سطحه في غضون ميكروثانية واحدة من التعرض للأكسجين. وهذه الطبقة، التي تتكون أساسًا من ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂)، تعمل كحاجز أيوني كثيف يعزل ماديًّا