1-1：密度小、強(qiáng)度高、比強(qiáng)度大：鈦的密度是：4.51g/cm³，為鋼的57%，只是鋼的一半多一點(diǎn)，不到鋁的兩倍，強(qiáng)度比鋁大三倍。鈦合金的比強(qiáng)度是常用工業(yè)合金中最大的，鈦合金的比強(qiáng)度是不銹鋼的3.5倍，是鋁合金的1.3倍，是鎂合金的1.7倍，所以是宇航工業(yè)必不可少的結(jié)構(gòu)材料。鈦與其他金屬密度和比強(qiáng)度的比較表見表1-1.
表1-1 鈦與其他金屬密度和比強(qiáng)度的比較
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金屬 |
鈦（合金） |
鐵 |
鋁（合金） |
鎂（合金） |
高強(qiáng)度鋼 |
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密度/g/cm³ |
4.51 |
7.87 |
2.7 |
1.74 |
- |
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比強(qiáng)度 |
（29） |
- |
（21） |
（16） |
23 |
1-2耐腐蝕性能優(yōu)異：鈦的純性取決于氧化膜的存在，它在氧化性介質(zhì)中的耐腐蝕性比在還原性介質(zhì)中要好得多，在還原性介質(zhì)中能發(fā)生高速率腐蝕。鈦在一些腐蝕性介質(zhì)中不被腐蝕，如海水.濕氯氣.亞硝酸鹽及次氯酸溶液.硝酸.鉻酸.金屬氯化物以及有機(jī)酸等?？墒?，在鈦反應(yīng)產(chǎn)生氫的介質(zhì)（例如鹽酸和硫酸）中，鈦通常具有較大的腐蝕率。但如果在酸中加入少量的氧化劑會使鈦形成一層鈍化膜。所以在硫酸-硝酸或鹽酸-硝酸的混合液里，甚至在含游離氯的鹽酸中，鈦都是耐腐蝕的。鈦的保護(hù)氧化膜經(jīng)常是當(dāng)金屬碰到水時形成的，即使少量的水或以蒸氣存在也能形成。如果把鈦暴露于完全沒有水的強(qiáng)氧化性環(huán)境里，就能發(fā)生快速氧化并產(chǎn)生劇烈的，常常出現(xiàn)自燃反應(yīng)。鈦與含過量氧化氫的發(fā)煙硝酸以及鈦與干氯氣的反應(yīng)就發(fā)生過這類行為。然而要預(yù)防發(fā)生這類狀態(tài)下的反應(yīng)，必須要有一定量的水分。
1-3鈦合金耐熱性能好： 通常鋁在150℃，不銹鋼在310℃即是去了原有較高的力學(xué)性能，而鈦合金在500℃左右扔保持良好的力學(xué)性能。 飛機(jī)速度達(dá)到音速的2.7倍時，飛機(jī)結(jié)構(gòu)表面溫度達(dá)到230℃，鋁合金和鎂合金已不能使用，而鈦合金則能滿足要求。鈦的耐熱性能好，它適用于航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)的渦輪盤和葉片以及飛機(jī)后機(jī)身的蒙皮。
1-4鈦合金低溫性能好：某些鈦合金（如Ti-5Al-2.5SnELI）的強(qiáng)度隨溫度的降低而提高，但是塑性降低得不多，在低溫下扔有較好的延性及韌性，適宜在超低溫下使用。可以用于液氫.液氧火箭發(fā)動機(jī)上，或在載人飛船上做超低溫容器和儲存箱。
1-5鈦合金無磁性：鈦合金無磁性，它用于潛艇殼體，不會引起水雷的爆炸。
1-6鈦合金導(dǎo)熱系數(shù)?。?/span>鈦與其他金屬的熱導(dǎo)率比較見表1-2
表1-2 鈦與其他金屬的熱導(dǎo)率比較
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金屬 |
Ti |
Al |
Fe |
Cu |
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熱導(dǎo)率/E.(m.K) |
17 |
212 |
85 |
255 |
鈦的熱導(dǎo)率小，僅為鋼材的1/5，鋁的1/13，銅的1/25.導(dǎo)熱性不好是鈦的一個缺點(diǎn)，但在某些場合下可以利用鈦的這一特征。
1-7鈦合金彈性模量?。?/span>鈦與其他金屬的彈性模量比較見表1-3，鈦合金的彈性模量約為鐵的55%，作為結(jié)構(gòu)材料使用時，彈性模量低是個缺點(diǎn)。
表1-3 鈦及其他金屬的彈性模量比較
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Ti |
Al |
Fe |
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彈性模量/Gpa |
108 |
72 |
196 |
1-8 抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度接近：Ti-6Al-4v鈦合金抗拉強(qiáng)度為960Mpa,屈服強(qiáng)度為892Mpa,兩者之間相差只有58Mpa.鈦與其他金屬在抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度之間的比較見表1-4
表1-4 鈦與其他金屬在抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度之間的比較
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強(qiáng)度 |
鈦合金（Ti-6Al-4v） |
18-8不銹鋼 |
鋁合金 |
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抗拉強(qiáng)度/Mpa |
960 |
608 |
470 |
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屈服強(qiáng)度/Mpa |
892 |
255 |
294 |
1-9鈦在高溫下容易被氧化：鈦同氫.氧的結(jié)合力強(qiáng)，要注意防止氧化和吸氫。鈦材焊接要在氬氣的保護(hù)下進(jìn)行，防止污染。鈦管與薄板要在真空下熱處理，鈦鍛件在熱處理時要控制微氧化性氣氛。
1-10鈦合金抗阻尼性能低：用鈦及其他金屬材料（銅，鋼）制成形狀和大小全完一樣的鐘，用同等的力把每個鐘敲一下就會發(fā)現(xiàn)，用鈦?zhàn)鞯溺娬袷幤饋砺曇舫掷m(xù)的時間長，即通過敲擊給予鐘的能量不容易消失。 |
