鈦合金是一種新型結(jié)構(gòu)材料，它具有優(yōu)異的綜合性能，如密度?。?.5gcm-3），比強(qiáng)度和比斷裂韌性高，疲勞強(qiáng)度和抗裂紋擴(kuò)展能力好，低溫韌性良好，抗蝕性能優(yōu)異，某些鈦合金的工作溫度為550/C，預(yù)期可達(dá)700/C。因此它在航空、航天、化工、造船等工業(yè)部門(mén)獲得日益廣泛的應(yīng)用，發(fā)展迅猛。輕合金、鋼等的（σ0.2/密度）與溫度的關(guān)系，鈦合金的比強(qiáng)高于其他輕金屬、鋼和鎳合金，并且這一優(yōu)勢(shì)可以保持到500/C左右，因此某些鈦合金適于制造燃?xì)廨啓C(jī)部件。鈦產(chǎn)量中約80%用于航空和宇航工業(yè)。例如美國(guó)的B-1轟炸機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)材料中，鈦合金約占21%，主要用于制造機(jī)身、機(jī)翼、蒙皮和承力構(gòu)件。F-15戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)材料，鈦合金用量達(dá)7000kg ，約占結(jié)構(gòu)重量的34%。波音757客機(jī)的結(jié)構(gòu)件，鈦合金約占5%，用量達(dá)3640 kg。麥克唐納道格拉斯/公司生產(chǎn)的DC10飛機(jī)，鈦合金用量達(dá)5500kg，占結(jié)構(gòu)重量的10%以上。在化學(xué)和一般工程領(lǐng)域的鈦用量：美國(guó)約占其產(chǎn)量的15%，歐洲約占40%。由于鈦及其合金的優(yōu)異抗蝕性能，良好的力學(xué)性能，以及合格的組織相容性，使它用于制作假體裝置等生物材料。
特點(diǎn)：
鈦金屬的密度較小，為4.5g/cm3，僅為鐵的60%，通常與鋁、鎂等被稱為輕金屬，其相應(yīng)的鈦合金、鋁合金、則稱為輕合金。世界上許多國(guó)家都認(rèn)識(shí)到鈦合金材料的重要性，相繼對(duì)鈦合金材料進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，并且得到了實(shí)際應(yīng)用?！ ♀伿嵌兰o(jì)五十年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有比強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高、易焊接等特點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其是強(qiáng)度高、易焊接性能有利于高爾夫桿頭的制造。
【鈦合金常用牌號(hào)用途】
工業(yè)純鈦TA1、TA2、TA3：沖壓性能優(yōu)良。可進(jìn)行各種形式的焊接,焊接性能良好,焊接接頭可達(dá)基體金屬?gòu)?qiáng)度的90%。易于鋸和砂輪切割,機(jī)械加工性能良好。耐蝕性能優(yōu)良用于350℃以下、受力小的零件及沖壓成各種復(fù)雜形狀的零件。如火電站凝汽器；船用海水腐蝕的管道系統(tǒng)、閥門(mén)、泵；化工熱交換器、泵體、蒸餾塔；海水淡化系統(tǒng)、鍍鉑陽(yáng)極；飛機(jī)的骨架、蒙皮、發(fā)動(dòng)機(jī)部件、橫梁等。
鈦合金TA6：具有良好的焊接性能,有較高的蠕變強(qiáng)度,但工藝可塑性較低,可熱狀態(tài)下變形,合金在承受軸向負(fù)荷時(shí),對(duì)切口沒(méi)有敏感性,切削性能尚好400℃以下工作的零件及焊接件。
鈦合金TA7：沖壓性能差,熱塑性尚好?？蛇M(jìn)行各種形式的焊接,性能良好,焊接接頭強(qiáng)度和塑性可與基體金屬相等。機(jī)械加工性能與工業(yè)純鈦相同。耐蝕性良好,高溫?zé)岱€(wěn)定性良好做500℃以下長(zhǎng)期工作的結(jié)構(gòu)件,可做各種模鍛件。
鈦合金TA8：熱塑性良好?？蛇M(jìn)行各種形式焊接,焊接性良好。機(jī)加工性與工業(yè)純鈦相同?？寡趸粤己?00℃以下長(zhǎng)期工作零件?？梢灾圃彀l(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤(pán)和葉片。
鈦合金TC1：沖壓性良好?？蛇M(jìn)行各種形式焊接,焊接性良好。機(jī)加工性與工業(yè)純鈦相同?？寡趸粤己米?00℃以下工作的零件。適于各種鈦合金板，沖壓和焊接零件。
鈦合金TC2：在350℃下,100h的強(qiáng)度在400MPa以上,熱加工有良的塑性。加熱到350-400℃,沒(méi)有發(fā)脆傾向,因此,可用其焊接在高溫下工作的零件做500℃以下工作的零件、焊接件、模鍛件和彎曲加工的零件等。
鈦合金TC3：沖壓性差,熱塑性良好?？蛇M(jìn)行各種形式的焊接,焊接接頭強(qiáng)度可達(dá)基體金屬?gòu)?qiáng)度90%。機(jī)械加工性能尚好,需要用硬質(zhì)合金,大走刀量、慢速,充分冷卻。耐蝕性能良好,熱穩(wěn)定性好。是應(yīng)用最廣的鈦合金之一做400℃以下長(zhǎng)期工作的零件。
鈦合金TC4：材料的組成為T(mén)i-6Al-4V，屬于(a+b)型鈦合金，具有良好的綜合力學(xué)機(jī)械性能。比強(qiáng)度大。TC4的強(qiáng)度sb=1.012MPa，密度g=4.4*103，比強(qiáng)度sb/g=23.5，而合金鋼的比強(qiáng)度sb/g小于18。 鈦合金熱導(dǎo)率低。 鈦合金的熱導(dǎo)率為鐵的1/5、鋁的1/10，TC4的熱導(dǎo)率l=7.955W/m·K。
線膨脹系數(shù)=7.89*10-6℃，比熱=0.612cal/g·℃。鈦合金的彈性模量較低。TC4的彈性模量E=110GPa，約為鋼的1/2，故鈦合金加工時(shí)容易產(chǎn)生變形。 TC4(Ti-6Al-4V)和TA7(Ti-5Al-2.5Sn)鈦合金，采用兩種注入方案進(jìn)行表面改性，試驗(yàn)表明，鈦合金經(jīng)離子注入后，提高了顯微硬度，顯著地降低了滑動(dòng)摩擦系數(shù)，有效地提高了耐磨性.為探明其改性機(jī)理，對(duì)注入與未注入樣品進(jìn)行了X射線光電子能譜(XPS)分析，獲得滿意的結(jié)果.TC4鈦合金具有優(yōu)良的耐蝕性、小的密度、高的比強(qiáng)度及較好的韌性和焊接性等一系列優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、石油化工、造船、汽車，模具、醫(yī)藥等部門(mén)都得到成功的應(yīng)用。
鈦合金TC5：在350以下穩(wěn)定,在更高的溫度下塑性下降。在熱狀態(tài)下可進(jìn)行鍛造、沖壓等變形在350℃以下工作的零件 。
鈦合金TC9：熱塑性尚好。機(jī)加工性與T合金相同?？刮g性高。熱穩(wěn)定性尚好400℃以下長(zhǎng)期工作的零件?？芍圃靿簹鈾C(jī)盤(pán)和葉片。
鈦合金TC10：沖壓性差,熱塑性良好?？蛇M(jìn)行各種形式的焊接,焊接接頭強(qiáng)度可達(dá)基體金屬?gòu)?qiáng)度90%。機(jī)械加工性能與T合金相同。耐蝕性能好。熱穩(wěn)定性較好,熱處理效果顯著,淬透性好 做450℃以下長(zhǎng)期工作的零件。
