金属和它的合金

α而且测试阶段

纯净的原子钛在固态在一种六边形紧密排列的晶体结构中，称为α (α)相，或以体为中心的立方结构，称为β (β)阶段。在纯金属中，从α相到β相的转变发生在加热至883℃以上时，但大多数合金元素要么将α相稳定在较高的温度，要么将β相稳定在较低的温度。铝(Al)和氧是典型的α稳定元素，而典型的β稳定元素是钒(V)、铁(Fe)、钼(Mo)、镍(Ni)、钯(Pd)、铌(Nb)、硅(Si)和铬(Cr)。其他一些合金元素，如锡(Sn)和锆(Zr)，对相稳定的影响很小。最重要的合金元素是铝，其浓度可达合金重量的8%，可以作为强化剂添加而不损害延展性。

可以存在100% β相的最低温度称为βtransus;其范围从700°C(1300°F)到1050°C(1900°F)，具体取决于合金作文．钛合金的最终机械加工和热处理通常在- trans温度以下进行，以达到适当的组织相分布和晶粒尺寸。

利用常温下存在的常见相，钛合金分为四类:商业纯的，α,α-β,β。每一类都有其鲜明的特点。纯钛虽然韧性很好，但强度很低，因此在强度不高且需要耐腐蚀性时才使用。合金是可焊的，具有良好的高温强度。α-β合金因其强度、韧性和成形性的良好结合而得到广泛应用。β合金在需要非常高的抗拉强度的地方是有用的。

钛金属有三个重要的市场:航空航天、非航空航天工业和合金添加剂。航空航天和工业市场使用磨粉机产品，而合金添加剂市场消耗成本较低的钛单元，如废料和海绵。少量的钛(少于1%)添加到其他金属，如镍，铝和铁，以提高成形性和机械性能。

航空航天应用

航空航天市场仍然是最重要的，钛产品被用于这两个市场商业而且军用飞机．燃气轮机占全年钛产量的近一半。钛合金主要用于温度高达600°C的风扇和压缩机部分。典型的部件包括进气箱、压气机叶片、圆盘和轮毂，以及垫片和密封件。宽体商用客机上使用的大型高涵道比涡扇发动机，如果没有坚固、轻便的钛合金，就不可能发展出来。这些发动机中钛的重量超过25%。

钛合金也用于机身由于其强度重量比高，韧性好，耐腐蚀。机身的钛含量从低至2%到高至30%不等。典型的商用飞机机身钛含量为4%至8%，而许多军用飞机的钛含量更高。这种金属被用于紧固件、起落架支撑、弹簧、故障安全带以及许多内部舱壁和机翼支撑部件。

Nonaerospace应用程序

钛耐多种腐蚀环境特别是氧化和含氯工艺流程，已导致广泛的工业应用。钛耐所有自然环境，包括天然废物、体液、盐和半咸水;对大多数盐溶液，包括氯化物、溴化物、碘化物和硫化物;对大多数氧化性酸、有机酸和碱性溶液也有效。

当强度不是主要考虑因素时，商业纯钛是首选材料，因为其成本较低，易于制造，并且具有良好的耐腐蚀性。合金如Ti-0.15Pd, Ti-0.3Mo-0.8Ni和Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr可以将金属的用途扩展到更高的温度或更强的还原酸和酸性盐浓度。近年来，越来越多的高强度合金被用于腐蚀应用。例如，Ti-6Al-4V是一种多功能合金，是在20世纪50年代开发的航空航天工业已成为一种非常重要的医用材料假体比如髋关节置换，因为它的力量重量比和对体液的免疫力。Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr是一种更强的合金，它还具有优异的耐高温酸性气体(含硫化氢的天然气)性能，因此被用于井下油管、套管和仪器仪表的能量提取。

由于钛的可用性，一些工业工艺得到了改进。在钛被引入作为不锈钢的替代品之后扩散在纸浆和造纸工业的洗衣机中，这种金属的优异性能鼓励了使用多达35吨钛组件的新型置换漂白系统的设计。典型的部件包括扩散器、中心轴、刮刀、滤液泵、热交换器、包装盒和阀门。在20世纪60年代早期，人们发现在钛表面涂上铂族金属或金属氧化物会产生一种金属氧化物阳极(带负电荷的电极)在电解溶液中不易腐蚀。在氯气工业中，涂层钛阳极很快取代了石墨阳极，从而降低了成本，提高了产品的纯度。它的扩展技术现正应用于电镀锌和镀锡工艺。

化学工业使用钛热交换器为了消除含有氯化物和硫化物的冷却水引起的腐蚀问题，有几个好处可以积累在热交换器的工艺方面也使用钛。由于金属耐侵蚀腐蚀，钛容器可以承受高速率流动的工艺液体，从而消除了生物污染的危险。此外，钛是目前已知的唯一一种能完全抵抗各种形式的生物腐蚀的金属。这些优点，加上它的重量轻，使这种金属成为海军舰艇和海上石油平台的热交换器的理想材料。

钛在消费应用领域获得了更大的认可，如眼镜框、手表、运动器材、珠宝、高性能汽车和屋顶。其他可能的应用包括汽车发动机的阀门，用于烟气脱硫的洗涤器，海洋和近海立管，接头和配件，以及核废料的存储和运输桶。