鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金。地殼中金屬含量鈦排第七，但是從其氧化物中提出鈦難度高。

一、常用鈦合金主要有以下四個類別

1、α鈦合金

組織穩定，耐磨性高于純鈦，抗氧化能力強。在500℃～600℃的溫度下，仍保持其強度和抗蠕變性能，但不能進行熱處理強化，室溫強度不高。

2、近α鈦合金

成分中主要含有α穩定元素鋁、錫、鋯等和少量β穩定元素鉬、釩、錳等。具有優良的高溫抗蠕變能力，良好的熱穩定性和焊接性能。長期工作溫度達300℃。采用真空自耗電弧爐熔煉制取。

3、β鈦合金

未熱處理即具有較高的強度，淬火、時效后合金得到進一步強化，室溫強度可達1372～1666 MPa；但熱穩定性較差，不宜在高溫下使用。

4、α+β鈦合金

是雙相合金，具有良好的綜合性能，組織穩定性好，有良好的韌性、塑性和高溫變形性能，能較好地進行熱壓力加工，能進行淬火、時效使合金強化。熱處理后的強 度約比退火狀態提高50%～100%；高溫強度高，可在400℃～500℃的溫度下長期工作，其熱穩定性次于α鈦合金。

二、特性

1、造價高昂貴，比強度高

鈦合金按用途可分為耐熱合金、高強合金、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。

2、強度高密度低

鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，僅為鋼的60%，一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大于其他金屬結構材料，可制出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。

3、熱強度高

在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450～500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃～500℃范圍內仍有很高的比強度。鈦合金的工作溫度可達500℃，鋁合金則在200℃以下。

4、低溫性能好

鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學性能。低溫性能好，間隙元素極低的鈦合金，如TA7，在-253℃下還能保持一定的塑性。因此，鈦合金也是一種重要的低溫結構材料。

各種金屬比強度隨溫度變化。來源：中工高雄會刊

5、導熱彈性小

鈦 的導熱系數λ=15.24W/（m.K）約為鎳的1/4，鐵的1/5，鋁的1/14，而各種鈦合金的導熱系數比鈦的導熱系數約下降50%。鈦合金的彈性模 量約為鋼的1/2，故其剛性差、易變形，不宜制作細長桿和薄壁件，切削時加工表面的回彈量很大，約為不銹鋼的2～3倍，造成刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附、 粘結磨損。

6、化學活性大

鈦的化學活性大，與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產生強烈的化學反應鈦的化學親和性大，易與摩擦表面產生粘附現象。

鈦或鈦合金表面氧化可以形成很多漂亮的顏色（理發剪刀）加工。

三、工藝特點

鈦合金的常見形式是和鋁、釩混合，這種材料具有可鍛性好、蠕變小的特點。鈦合金的延展性有限-薄板彎曲半徑大于厚度的1.5倍。可以焊接，但難度較大，但容易擴散性結合。

鈦/鈦合金產品形態

吸引力十足但價位高

四、缺點

鈦合金的價格十分昂貴。因此它們剛開始大多用在飛機結構、航空器，以及用在石油和化學工業等高科技工業。也有部分鈦合金民生用品，，只是這些產品價格仍然偏高，多屬于高價位的產品。

五、經典案例

鈦合金主要應用

1、航空航天

SR- 71的機身大部份都是鈦，而這些鈦還是在冷戰高峰期從蘇聯方面得到的，洛克希德用各種可行的偽裝方法防止被蘇聯政府得知這些鈦的用途。為了降低成本，他們 使用的是可在較低溫度軟化而較易加工的鈦合金，完成的飛機會涂上暗藍色（趨近黑色），以加強熱輻射冷卻與高空的偽裝效果

2、醫療

鈦 及鈦合金材料經過加工可以作為人體植入物，鈦合金的彈性模量和人體骨骼接近，相容性好，植入人體的鈦合金表面都需要進行氧化處理，處理后表面會形成蜂窩 孔，這樣表面蜂窩孔有利于細胞的生長結合。且沒有毒性等影響。鈦合金耐蝕性非常強，人體的酸堿值是時常變化的，而鈦耐蝕性非常好。

3、工業設備

發動機連桿

4、鈦以及鈦合金在汽車上的應用

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