鈦合金是以鈦為基礎(chǔ)加入其他元素組成的合金.鈦有兩種同質(zhì)異晶體；鈦是同索異構(gòu)體，熔點(diǎn)為1720°C在低于882°C時(shí)呈密排六方晶體格結(jié)構(gòu)，稱為a鈦；在882°C以上呈體心立方品格結(jié)構(gòu)，稱為B鈦，利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)，添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪?，使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金（itaniumalloys）。

鈦合金—合金元素

鈦合金元素根據(jù)它們對(duì)相變溫度的影響可分為三類：

①穩(wěn)定a相，提高相轉(zhuǎn)變溫度的元素為a穩(wěn)定元素，有鋁、鎂、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素，它對(duì)提高合金的常溫和高溫強(qiáng)度，降低比重、增加彈性摸量有明顯效果。

②穩(wěn)定B相、降低相變溫度的元素為B穩(wěn)定元素。又可分同晶型和共析型二種，前者有鉬、鈮、釩等：后者有鉻、錳、銅、硅等。

③對(duì)相變溫度影響不大的元素為中性元素，有鋯、錫等。

鈦合金—分類

a鈦合金

它是a相固熔體組成的單相合金，不論是在一般溫度下還是在較高的實(shí)際應(yīng)用溫度下，均是a相，組織穩(wěn)定，耐磨性高于純鈦，抗氧化能力強(qiáng)，在500°C~600°C的溫度下，仍保持其強(qiáng)度和抗蠕變性能，但不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，室溫強(qiáng)度不高。

B鈦合金

它是B相固熔體組成的單相合金，未熱處理卻具有較高的強(qiáng)度，淬火、時(shí)效后合金得到進(jìn)一步強(qiáng)化，室溫強(qiáng)度可達(dá)1372~1666MPa；但熱穩(wěn)定性較差，不宜在高溫下使用。

a＋B鈦合金

它是雙相合金，具有良好的綜合性能，組織穩(wěn)定性好，有良好的韌性、塑性和高溫變形性能能較好的進(jìn)行熱壓力加工，能進(jìn)行淬火、時(shí)效使合金強(qiáng)化。熱處理后的強(qiáng)度約比退火狀態(tài)提高50%~....；高溫強(qiáng)度高，可在400°C~500°C的溫度下長(zhǎng)期工作。其熱穩(wěn)定性次于a鈦合金。

三種鈦合金中.常用的是a鈦合金和a＋B鈦合金；a鈦合金的切割加工件.好，a＋B鈦合金次之，B鈦合金.差。a鈦合金代號(hào)為TA，B鈦合金代號(hào)為TB，a＋B鈦合金代號(hào)為TC。鈦合金按照用途可分為耐熱合金、高強(qiáng)合金、耐蝕合金（鈦-鉬，鈦-鈀合金等）、低溫合金以及特殊功能合金（鈦-鐵貯氫材料和鈦-鎳記憶合金）等。典型合金的成分和性能。

熱處理鈦合金通過調(diào)整熱處理工藝可以獲得不同的相組成和組織。一般認(rèn)為細(xì)小等軸組織具有較好的塑性、熱穩(wěn)定性和疲勞強(qiáng)度；針狀組織具有較高的持久強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度和斷裂韌性；等軸和針狀混合組織具有較好的綜合性能。

鈦合金—性能

鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含的碳、氫、氧等雜質(zhì)有關(guān)，.純的碘化鈦雜質(zhì)含量不超過0.1%，但其強(qiáng)度低、塑性高。99.5%工業(yè)純鈦的性能為：密度P=4.5g/cm3，熔點(diǎn)為1800°C，導(dǎo)熱系數(shù)λ=15.24W/(M.K),抗拉強(qiáng)度σ b=539MPa，伸長(zhǎng)率:δ =25%，斷面收縮率ψ=25%，彈性摸量E=1.078×105MPa，硬度HB195。

比強(qiáng)度高

鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右，僅為鋼的60%，純鈦的強(qiáng)度接近普通鋼的強(qiáng)度，一些高強(qiáng)度鈦合金超過了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度，因此鈦合金的比強(qiáng)度（強(qiáng)度/密度）遠(yuǎn)大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料，可制出單位強(qiáng)度高、韌性好、質(zhì)輕的零、部件、在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。

熱強(qiáng)度高

使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強(qiáng)度，可在450-500°C的溫度下長(zhǎng)期工作這兩類鈦合金在150°C-500°C范圍內(nèi)仍有很高的比強(qiáng)度，而鋁合金在150°C時(shí)比強(qiáng)度明顯下降，鈦合金的工作溫度可達(dá)500°C，鋁合金則在200°C以下。

抗蝕性好

鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作，其他抗蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼；對(duì)點(diǎn)蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕的抵抗力特別強(qiáng)，對(duì)堿，氯化物，氯的有機(jī)物品，硝酸，硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力，但鈦對(duì)具有還原性氧及鉻鹽介質(zhì)的抗蝕性差。

低溫性好

鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學(xué)性能，低溫性能好，間隙元素極低的鈦合金，如TA7，在－253°C下還能保持一定的塑性，因此，鈦合金業(yè)是一種重要的低溫結(jié)構(gòu)材料。

化學(xué)活性大

鈦的化學(xué)活性大，與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。含碳量大于0.2%時(shí)，會(huì)在鈦合金中形成硬質(zhì)TiC；溫度較高時(shí)，與N作用會(huì)形成TiN硬質(zhì)表層；

在600°C以上時(shí)，鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層；氫含量上升，也會(huì)形成脆化層。吸收氣體而產(chǎn)生的硬脆表層深度可達(dá)0.1-0.15mm，硬化程度為20%·30%。鈦的化學(xué)親和性也大，易與摩擦表面產(chǎn)生的黏附現(xiàn)象。

導(dǎo)熱系數(shù)小、彈性摸量小

鈦的導(dǎo)熱系數(shù)λ=15.2W/（M,K)約為鎳的1/4，鐵的5/1，鋁的1/14，而各種鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)比鈦的導(dǎo)熱系數(shù)約下降50%，鈦合金的彈性摸量約為鋼的1/2，故其剛性差、易變形，不宜制作細(xì)長(zhǎng)桿和薄壁件，切割時(shí)加工表面的回彈量大，約為不銹鋼的2·3倍，造成刀具后刀面的劇烈摩擦、黏附、粘結(jié)磨損。

鈦合金具有強(qiáng)度高而密度小，機(jī)械性能好，韌性和抗蝕性能很好。另外，鈦合金的工藝性能差，切削加工困難，在加熱工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì)。還是抗磨性差，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，鈦的工業(yè)生產(chǎn)是1948年開始的，航空工業(yè)發(fā)展的需要，使鈦行業(yè)以平均每年約8%的增長(zhǎng)速度發(fā)展。世界鈦合金加工材料產(chǎn)量已達(dá)4萬余噸，鈦合..號(hào)近30種。使用.廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V（TC4），Ti-5Al-2.55n（TA7)和工業(yè)純鈦（TA1、TA2和TA3）

鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。60年代中期，鈦及其合金已在一般工業(yè)種應(yīng)用，用于制作電解工業(yè)的電極，發(fā)電站的冷凝器石油精煉和海水淡化的加熱器以及環(huán)保污染控制控制裝置等，鈦及其合金已成為一種耐蝕結(jié)構(gòu)材料。此外還用于生產(chǎn)貯氫材料和形狀記憶合金等。中國(guó)于1956年開始鈦和鈦合金研究；60年代中期開始鈦材的工業(yè)化生產(chǎn)并研制成TB2合金。