技能培训资料：金属钛的特性与功能

钛的十大特性

1、密度小、强度高、比强度大

钛的密度是4.51g/cm:为钢的57乐钛比铝重不到两倍，

强度比铝大三倍。钛合金的比强度（强度/密度之比值）是常用工业

合金中最大的（见表1）,钛合金的比强度是不锈钢的3.5倍，铝合

金的1.3倍，镁合金的1.7倍，所以是宇航工业必不可少的结构材料。

表1钛与其他金属密度和比强度的比较

全麻钛台金铁招（台全）镖（合金）高强度网

国度4.57.872.71.747.8

比强度29211623

2、耐蚀性能优异

钛的钝性取决于氧化膜的存在，它在氧化性介质中的耐蚀性

比在还原介质中要好得多。在还原性介质中会发生高速率腐蚀。钛在

一些腐蚀性介质中不被腐蚀，如海水、湿氯气、亚氯酸盐及次氯酸盐

溶液、硝酸、铭酸、金属氯化物、硫化物以及有机酸等。可是在与钛

反应产生氢的介质（例如盐酸和硫酸）中，钛通常具有较大的腐蚀率。

但如果在酸中加入少量的氧化剂会使钛表面形成一层钝化膜。所以在

强硫酸-硝酸或盐酸-硝酸的混合液里，甚至在含游离氯的盐酸中，钛

都是耐腐蚀的。钛的保护性氧化膜经常是当金属碰到水时形成的，即

使少量的水或水蒸气中也能形成。如果把钛暴露于完全没有水的强氧

化性环境里，就会发生快速氧化并产生剧烈反应，甚至常出现自燃。

钛与含过量氧化氮的发烟硝酸以及钛与干氯气的反应就发生过这类

现象。所以要预防发生这类反应，必须有一定量的水分。

3、耐热性能好

通常铝在150C,不锈钢在310C即失去了原有性能，而钛

合金在500c左右仍保持良好的力学性能。当匕机速度达到音速的

2.7倍时，飞机结构表面温度达到230℃,铝合金和镁合金已不能使

用，而钛合金则能满足要求。钛的耐热性能好，它用于航空发动机压

气机的盘和叶片以及飞机后机身的蒙皮。

4、低温性能好

某些钛合金（如Ti-5AI-2.5SnELT）的强度随温度的降低而提

高，但塑性降低得不多，在低温下仍有较好的延展性及韧性，适宜在

超低温下使用。可以用干液氢液氧火箭发动机上，或在载人飞船上作

超低温容器和贮箱使用。

5、无磁

钛无磁性，它用于潜艇壳体，不会引起水雷的爆炸。

6、热导率小

钛与其他的金属热导率比较见表2。

表2钛与其他金属的热导率比较

金属钛合金普通钢不锈钢铝合金镁合金铜

热导W(mK)-l177.56316121159385

钛的热导率小，仅为钢的1/5,铝的1/13,铜的l/25o导

热性不好是钛的一个缺点，但在某些场合下可以利用钛的这一特征。

7、弹性模量低

钛与其他金属的弹性模量比较见表3。

表3钛与其他金属的弹性模量比较

金属钛合金普通钢不锈钢招合金镁合金锢

弹性模量GPa106.31132205.8199.971.544.8107.8

钛的弹性模量仅为钢的55%,作为结构材料使用时，弹性

模量低是个缺点。

8、抗拉强度与屈服强度很接近

Ti-6AT-4V钛合金抗拉强度为960MPa,屈服强度为892MPa,

两者之间差只有58MPa,见表4。

表4钛与其他金属抗拉强度与屈服强度的比较

钛合金

钛合金昔通钢

Ti-6AI-4V

抗拉强度陛960608470

屈服强度叱、892255294

9、钛在高温下容易被氧化

钛同氢氧的结合力强，要注意防止氧化和吸氢。钛材焊接要

在氨气保护下进行，防止污染。钛管与薄板要在真空下热处理，钛锻

件的热处理时要控制微氧化性气氛。

10、抗阻尼性能低

用钛及其他金属材料（铜，钢）制成形状和大小完全一样的

钟，用同等的力把每个钟敲一下就会发现，用钛做的钟振荡起来声音

持续的时间长，即通过敲击给予钟的能量不容易消失，所以，我们说

钛的阻尼性能低。

钛的三种特殊功能

01形状记忆功能

指的是Ti-50%Ni（原子）合金，在一定的温度条件下，能够恢复它

原来形状的本领，称这种材料为形状记忆合金。

02超导功能

指的是Nb-Ti合金，当温度下降到接近绝对零度时，Nb-Ti合金制成

的导线，会失去电阻，任意大的电流通过，导线都不会发热，没有能

耗，Nb-Ti被称为超导材料。

03贮氢功能

指的