鈦金屬（Titanim）日益被人們重視，被譽為“現(xiàn)代金屬”和“戰(zhàn)略金屬”，是提高國防裝備水平不可或缺的重要戰(zhàn)略物資，是20世紀50年代走向工業(yè)化生產(chǎn)的一種重要金屬，其性質優(yōu)良，儲量十分豐富，是正在崛起的“第三金屬”（第一是鐵，第二是鋁）。

一、鈦金屬的特性

鈦金屬具備密度小強度高、耐高溫及低溫、耐腐蝕性、仿生性等優(yōu)異特性，能夠廣泛用于各個新興產(chǎn)業(yè)領域。

鈦的缺點是與周圍環(huán)境中的氧和氫具有很高的反應活性，從而導致合金脆化，所以鈦合金的焊接必須在真空或惰性氣體中進行。同時，鈦很容易氧化，所以鈦合金的最高使用溫度也受到了其氧化特性的限制，由于鈦鋁化合物可以部分克服這一缺點，因此成為高溫合金研制的重點；此外，鈦基復合材料也是重要的研究方向。

二、鈦產(chǎn)品的種類

根據(jù)化學成分，鈦材可分為工業(yè)純鈦和鈦合金。工業(yè)純鈦的力學性能及化學性能與不銹鋼相近；鈦合金是以鈦為基體，加入合金元素鋁、錫、鉻、鉬、錳等合金元素組成的合金。

鈦是同素異構體（化合物有相同的分子式，但有不同的結構和性質），熔點為1668℃，在低于882℃時呈密排六方晶格結構，稱為α鈦；在882℃以上呈體心立方晶格結構，稱為β鈦。

利用鈦的上述兩種結構的不同特點，添加適當?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。鈦的合金化元素可分為α相穩(wěn)定化元素、β相穩(wěn)定化元素和中性元素，α相穩(wěn)定化元素將α相區(qū)擴展到更高的溫度范圍，β相穩(wěn)定化元素則使β相區(qū)向較低溫度移動，中性元素就對β轉變溫度影響較小。根據(jù)合金退火后鈦的組織和特點分類，鈦合金可分為α型、β型、α＋β型三種：

01｜α型鈦合金

主要成分為鈦中加入鋁和錫，退火狀態(tài)下的組織是單相α固溶體，在低溫下組織比較穩(wěn)定，中等強度，焊接性能和抗腐蝕性較好；但塑性（變形能力）有限，只能在高溫下變形。α型鈦合金主要應用于化工和加工工業(yè)。

02｜β型鈦合金

主要成分為鈦中加入鉻、鉬、釩等合金元素，這類合金經(jīng)淬火后得到β固溶體組織，高溫下組織比較穩(wěn)定，具有較高的強度和沖擊韌性；但更易氧化，密度較大，加工成本高，因此應用較少。

03｜α＋β型鈦合金

室溫組織為α＋β兩相組織，力學性能范圍寬，可適應各種不同的用途，其中鈦－鋁－釩合金（TC4）應用最廣，它具有較高的強度和韌性，100-400℃使用具有較好的耐熱性，焊接性能、沖壓性能和鍛造性能均較好。

三、鈦及鈦合金的牌號

我國鈦及鈦合金牌號經(jīng)過近50年的研制、應用、注冊以及標準化發(fā)展，已經(jīng)形成了較為完整的牌號體系和標準體系，在與國際標準ISO和ASTM先進牌號接軌的同時，也增加了很多國內自主研制的新牌號。目前我國鈦及鈦合金的牌號有近80種，主要分為TA、TB和TC三類，TA指α型鈦合金、TB指β型鈦合金、TC指α＋β型鈦合金；每一類如TA又逐級分為TA1、TA2、TA3等等，其雜質含量、機械強度和硬度隨著牌號數(shù)字增大依次增加，但塑性和韌性相應下降。

所有牌照中使用最廣泛的是工業(yè)純鈦TA1、TA2、TA3、TA4和鈦合金Ti-0.3Mo-0.8Ni(TA10)、Ti-6Al-4V(TC4)。其中TC4應用占比50%以上，另有20%-30%是工業(yè)純鈦。

01｜工業(yè)純鈦1級（TA1）——高塑性純鈦

TA1（Gr.1）是常用的、較低強度的工業(yè)純鈦，具有耐蝕性好、焊接性能好、延展性好等多種特點，該牌號產(chǎn)品適用于深沖應用范圍的鈦卷，廣泛應用于焊管（盤管）、板式換熱器、等離子膜電解槽、爆炸復合板、化工設備成型部件中。

02｜工業(yè)純鈦2級（TA2）——一般強度純鈦

TA2（Gr.2）是常用的、一般強度的工業(yè)純鈦，具有耐蝕性好、焊接性能好、延展性好等多種特點，該牌號產(chǎn)品適用于耐腐蝕、承受一定強度應用范圍的鈦卷板，此類鈦材廣泛用于焊管（直管）、化工設備中。其中鈦焊管用于制作海水淡化裝置、海水換熱器等，化工設備用于制作化工管道管件、電鍍設備等。

03｜工業(yè)純鈦3級（TA3）——中等強度純鈦

TA3（Gr.3）是常用的、中等強度的工業(yè)純鈦，具有耐蝕性好、耐磨性好、焊接性能好等特點，該牌號產(chǎn)品適用于生物兼容性、耐腐蝕、承受一定強度應用范圍的鈦卷板，廣泛用于醫(yī)療器械、化工設備中。其中醫(yī)療器械包括顱骨鎖顱骨內固定夾、連接片、微型骨板、蓋孔板、口腔頜面耗材等，化工設備含化工管道管件、閥門泵及水翼、活塞、連桿、電鍍掛具等。

04｜工業(yè)純鈦4級（TA4）——中等強度純鈦

TA4（Gr.4）是常用的、中等強度的工業(yè)純鈦，具有耐蝕性好、焊接性能好、切削性能好等特點，該牌號產(chǎn)品適用于生物兼容性、耐腐蝕、承受一定強度應用范圍的鈦卷板，廣泛用于醫(yī)療器械、化工設備中。其中醫(yī)療器械含外科修復或替換材料（接骨板、髖關節(jié)、髓內釘）等，化工設備包括化工管道管件。

05｜Ti-0.3Mo-0.8Ni鈦合金（TA10）——中等強度合金

TA10（Gr.12）是常用的、中等強度的工業(yè)鈦合金，由于合金含量較少，在力學性能等方面與工業(yè)純鈦相似，但卻表現(xiàn)出優(yōu)異的耐蝕性能，尤其是耐縫隙腐蝕的能力，具有耐蝕性好、焊接性能好、切削性能好等特點，該牌號產(chǎn)品是適用于耐腐蝕、承受一定強度應用范圍的鈦卷板，常用于焊管、化工設備等領域。

06｜Ti-6Al-4V鈦合金（TC4）——中等強度合金

TC4（Gr.5）是一種在工業(yè)純鈦基礎上添加一定量的Al、V元素而獲得的α+β鈦合金，由美國在20世紀50年代初開發(fā)出來，是最早生產(chǎn)的鈦合金之一，也是研究最為深入且接受檢驗最多的鈦合金。該合金具有中等強度和適用的塑性，具有良好的焊接性能和較好的耐蝕性能，適用于耐腐蝕、承受一定強度應用范圍的鈦卷板，常用于航空航天、醫(yī)療器械、船舶工業(yè)等領域。其中航空航天包括飛機蒙皮、壓氣機盤和葉片、發(fā)動機燃料儲存罐等，醫(yī)療器械包括外科修復或替換材料（接骨板、髖關節(jié)、髓內釘），艦船工業(yè)主要用于海洋開采的深海船用泵。