钛及钛合金的特性和物理性能

碘法钛

TAD

这是以碘化物所获得的高纯度钛，故称碘法钛，或称化学纯钛。但是，其中仍含有氧、氮、碳这类间隙杂质元素，它们对纯钛的力学性能影响很大。随着钛的纯度提高，钛的强度、硬度明显下降；故其特点是：化学稳定性好，但强度很低

由于高纯度钛的强度较低，因此，它作为结构材料应用意义不大，故在工业中很少使用。目前在工业中广泛使用的是工业纯钛和钛合金

工业纯钛

TA1 
TA2 
TA3

工业纯钛与化学纯钛不同之处是，它含有较多量的氮、碳及多种其他杂质元素（如铁、硅等），它实质上是一种低合金含量的钛合金。与化学纯钛相比，由于含有较多的杂质元素后其强度大大提高，它的力学性能和化学性能与不锈钢相似（但和钛合金比，强度仍然较低） 
工业纯钛的特点是：强度不高，但塑性好，易于加工成形，冲压、焊接、可切削加工性能良好；在大气、海水、湿氯气及氧化性、中性、弱还原性介质中具有良好的耐蚀性，抗氧化性优于大多数奥氏体不锈钢；但耐热性较差，使用温度不宜太高 
工业纯钛按其杂质含量的不同，分为TA1、TA2>和TA3三个牌号。这三种工业纯钛的间隙杂质元素是逐渐增加的，故其机械强度和硬度也随之逐级增加，但塑性、韧性相应下降 
工业上常用的工业纯钛是TA2>，因其耐蚀性能和综合力学性能适中。对耐磨和强度要求较高时可采用TA3。对要求较好的成型性能时可用TA1

主要用作工作温度350℃以下，受力不大但要求高塑性的冲压件和耐蚀结构零件，例如：飞机的骨架、蒙皮、发动机附件；船舶用耐海水腐蚀的管道、阀门、泵及水翼、海水淡化系统零部件，化工上的热交换器、泵体、蒸馏塔、冷却器、搅拌器、三通、叶轮、坚固件、离子泵、压缩机气阀以及柴油发动机活塞、连杆、叶簧等 
TA1、TA2在铁量ω为0.095%、氧含量ω为0.08%、氢含量ω为0. 0009%、氮含量ω为0.0062%时，具有很好的低温韧性和高的低温强度，可用作-253℃以下的低温结构材料

α型钛合金

TA4

>这类合金在室温和使用温度下呈α型单相状态，不能热处理强化（退火是唯一的热处理形式），主要依靠固溶强化。室温强度一般低于β>型和α+β型钛合金（但高于工业纯钛），而在高温（500-600℃）下的强度和蠕变强度却是三类钛合金中最高的；且组织稳定，抗氧化性和焊接性能好，耐蚀性和可切削加工性能也较好，但塑性低（热塑性仍然良好），室温冲压性能差。其中使用最广的是TA7，它在退火状态下具有中等强度和足够的塑性，焊接性良好，可在500℃以下使用；当其间隙杂质元素（氧、氢、氮等）含量极低时，在超低温时还具有良好的韧性和综合力学性能，是优良的超低温合金之一

抗拉强度比工业纯钛稍高，可做中等强度范围的结构材料。国内主要用作焊丝

TA5 
TA6

用于400℃以下在腐蚀介质中工作的零件及焊接件，如飞机蒙皮、骨架零件、压气机壳体、叶片、船舶零件等

TA7

500℃以下长期工作的结构件和各种模锻件，短时使用可到900℃。亦可用作超低温（-253℃）部件（如超低温用的容器）

β型钛合金

TB2

这类合金的主要合金元素是钼、铬、钒等β稳定化元素在正火或淬火时很容易将高温β相保留到室温，获得介稳定的β单相组织，故称β型钛合金 β型钛合金可热处理强化，有较高的强度，焊接性能和压力加工性能良好；但性能不够稳定，熔炼工艺复杂，故应用不如α型，α+β型钛合金广泛

在350℃以下工作的零件，主要用于制造各种整体热处理（固溶、时效）的板材冲压件和焊接件；如压气机叶片、轮盘、轴类等重载荷旋转件，以及飞机的构件等 TB2合金一般在固溶处理状态下交货，在固溶、时效后使用

TC3
TC4

400℃以下长期工作的零件，结构用的锻件，各种容器、泵、低温部件，船舰耐压壳体、坦克履带等。强度比TC2、2高

TC6

可在450℃以下使用，主要用作飞机发动机结构材料

TC9

500℃以下长期工作的零件，主要用在飞机喷气发动机的压气机盘和叶片上

TC10

450℃以下长期工作的零件，如飞机结构零件、起落支架、蜂窝联结件、导弹发动机外壳、武器结构件等