Gr1 (TA1)

Il vantaggio principale di Gr 1 (TA1) risiede nella sua purezza estremamente elevata e nel contenuto di elementi interstiziali molto basso. Il contenuto di ossigeno è rigorosamente controllato a meno o uguale allo 0,18%, conferendo al materiale una duttilità eccezionalmente elevata (allungamento maggiore o uguale al 24-30%) e un'eccellente formabilità a freddo allo stato ricotto. Può subire operazioni di formatura complesse come imbutitura profonda, piegatura a freddo, tornitura in lastra e rigonfiamento. Il suo rapporto di imbutitura limite supera quello dell'acciaio inossidabile 304, rendendolo adatto alla produzione di componenti dalla forma complessa-come piastre di scambiatori di calore, rivestimenti chimici, soffietti, coppe in titanio e parti imbutite-. Questa lega ha un basso rapporto snervamento-/resistenza alla trazione (tipicamente < 0,7) e presenta un intervallo di incrudimento estremamente lungo dopo lo snervamento. Può tollerare una deformazione plastica massiccia senza rotture, rendendolo il grado più duttile e morbido della serie industriale di titanio puro.

Gr 1 (TA1) mostra un'eccezionale resistenza alla corrosione in numerosi mezzi corrosivi, il cui meccanismo principale è la capacità di formare istantaneamente un film di passivazione di TiO₂ estremamente sottile (diversi nanometri), denso, stabile e autoriparante sulla sua superficie. In mezzi quali acqua di mare, soluzioni di cloruro, cloro gassoso umido, acido nitrico, acidi organici e soluzioni alcaline, la resistenza alla corrosione supera di gran lunga quella dell'acciaio inossidabile e delle leghe di rame, con un tasso di corrosione estremamente basso (ad esempio, nell'acqua di mare non si verifica quasi alcuna vaiolatura o corrosione interstiziale). È uno dei pochi materiali metallici in grado di resistere alla corrosione del cloro gassoso umido, il che lo rende un materiale fondamentale per l'industria dei cloro-alcalini, per la desalinizzazione dell'acqua di mare e per i condensatori nelle centrali elettriche costiere.

La densità del Gr 1 (TA1) è di circa 4,51 g/cm³, ovvero solo il 57% di quella dell'acciaio al carbonio, conferendogli un naturale vantaggio di leggerezza. Sebbene la sua resistenza assoluta non sia elevata (resistenza alla trazione allo stato ricotto: 240-370 MPa), la sua resistenza specifica (resistenza/densità) rimane considerevole. È particolarmente utile nelle applicazioni in cui è richiesta leggerezza ma i carichi non sono estremi, come rivestimenti di aeromobili e componenti strutturali, tubazioni di navi e apparecchiature per acque profonde. Il suo modulo di elasticità è di circa 105 GPa, circa la metà di quello dell'acciaio, con conseguente ampia deformazione elastica e eccellente smorzamento delle vibrazioni e resistenza agli urti.

Gr 1 (TA1) presenta un'eccellente saldabilità e può essere saldato utilizzando vari metodi come saldatura TIG, MIG e plasma. Il coefficiente di resistenza del giunto saldato può raggiungere oltre il 90% del metallo base, rendendolo uno dei migliori gradi saldabili tra il titanio e le leghe di titanio. Durante la saldatura, è necessario utilizzare gas argon di elevata purezza-per proteggere completamente la zona ad alta-temperatura per prevenire la contaminazione da ossidazione che potrebbe portare all'infragilimento. Questa lega ha buone proprietà di lavorazione a freddo e a caldo e può essere sottoposta a forgiatura, laminazione, stampaggio, imbutitura profonda e altri processi. Tuttavia, la sua lavorabilità è scarsa a causa della bassa conduttività termica e della tendenza ad aderire agli utensili. Sono necessari utensili in lega dura, basse velocità di taglio e un raffreddamento adeguato. La ricottura può eliminare gli stress di lavorazione e ripristinare la duttilità, con temperature di ricottura tipiche per la ricristallizzazione che vanno da 650 a 750 gradi.