钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金（titaniumalloys）。室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以ta、钛合金制品tc、tb表示。
α钛合金　　它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。 　
β钛合金　　它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进钛合金制一步强化，室温强度可达1372～1666 mpa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。 　　
 α+β钛合金　　它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强钛合金制武器化。热处理后的强度约比退火状态提高50％～100％；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。
 三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金；α钛合金的切削加工性最好，α+β钛合金次之，β钛合金最差。α钛合金代号为ta，β钛合金代号为tb，α+β钛合金代号为tc。 　　
 钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金（钛-钼，钛-钯合金等）、低温合金以及特殊功能合金（钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金）等。
钛合金性能
   钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。99.5％工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/cm3，熔点为172矽钛合金耐磨地坪5℃，导热系数λ=15.24w/(m.k)，抗拉强度σb=539mpa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量e=1.078×105mpa，硬度hb195。
(1)强度高-钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度才接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，见表7-1，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
(2)热强度高-使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。
(3)抗蚀性好-钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
4)低温性能好　钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如ta7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。
(5)化学活性大-　钛的化学活性大，与大气中o、n、h、co、co2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2％时，会在钛合金中形成硬质tic；温度较高时，与n作用也会形成tin硬质表层；在600℃以上时，钛吸收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量上升，也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1～0.15 ，硬化程度为20％～30％。钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象。
(6)导热系数小、弹性模量小钛的导热系数λ=15.24w/（m.k）钛合金制品约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50％。钛合金的弹性模量约为钢的1/2，故其刚性差、易变形，不宜制作细长杆和薄壁件，切削时加工表面的回弹量很大，约为不锈钢的2～3倍，造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。
工业纯钛 ta1、ta2、ta3
    冲压性能优良。可进行各种形式的焊接,焊接性能良好,焊接接头可达基体金属强度的90%。易于锯和砂轮切割,机械加工性能良好。耐蚀性能优良
    用于350℃以下、受力小的零件及冲压成各种复杂形状的零件。如火电站凝汽器;船用海水腐蚀的管道系统、阀门、泵;化工热交换器、泵体、蒸馏塔;海水淡化系统、镀铂阳极;飞机的骨架、蒙皮、发动机部件、横梁等
ta6
    具有良好的焊接性能,有较高的蠕变强度,但工艺可塑性较低,可热状态下变形,合金在承受轴向负荷时,对切口没有敏感性,切削性能尚好
    400℃以下工作的零件及焊接件
ta7
    冲压性能差,热塑性尚好。可进行各种形式的焊接,性能良好,焊接接头强度和塑性可与基体金属相等。机械加工性能与工业纯钛相同。耐蚀性良好,高温热稳定性良好
    做500℃以下长期工作的结构件,可做各种模锻件
ta8
    热塑性良好。可进行各种形式焊接,焊接性良好。机加工性与工业纯钛相同。抗氧化性良好
    500℃以下长期工作零件。可以制造发动机压气机盘和叶片
tc1
    冲压性良好。可进行各种形式焊接,焊接性良好。机加工性与工业纯钛相同。抗氧化性良好
    做400℃以下工作的零件。适于各种板材，冲压和焊接零件
tc2
    在350℃下,100h的持久强度在400mpa以上,热加工有良的塑性。加热到350-400℃,没有发脆倾向,因此,可用其焊接在高温下工作的零件
    做500℃以下工作的零件、焊接件、模锻件和弯曲加工的零件等
t
    冲压性差,热塑性良好。可进行各种形式的焊接,焊接接头强度可达基体金属强度90%。机械加工性能尚好,需要用硬质合金,大走刀量、慢速,充分冷却。耐蚀性能良好,热稳定性好。是应用最广的钛合金之一
    做400℃以下长期工作的零件
tc5
    在350以下稳定,在更高的温度下塑性下降。在热状态下可进行锻造、冲压等变形
    在350℃以下工作的零件
tc9
    热塑性尚好。机加工性与t合金相同。抗蚀性高。热稳定性尚好
    400℃以下长期工作的零件。可制造压气机盘和叶片
tc10
    冲压性差,热塑性良好。可进行各种形式的焊接,焊接接头强度可达基体金属强度90%。机械加工性能与t合金相同 。耐蚀性能好。热稳定性较好,热处理效果显著,淬透性好
    做450℃以下长期工作
钛合金带 钛合金片 钛合金板

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陈
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