低溫鈦合金（crgogenio titanium alloy)是指適宜于低溫下運(yùn)用的TA和TA3鈦合金。該類合金強(qiáng)度隨溫度的下降而添加、耐性隨溫度的下降而很少下降，可作低溫構(gòu)造件。低溫鈦合金發(fā)展趨勢是將氧含量由0.2%(一般級(jí)）降至0.12%，構(gòu)成極低空地級(jí)鈦合金(ELI, IP extro low interstitial),能在超低溫(<77K)下運(yùn)用。典型的合金Ti-5Al-2.5Sn ELI和Ti-6Al-4V ELI。美國于20世紀(jì)60年代初研發(fā)的Ti-5Al-2.5Sn ELI (美軍標(biāo)MIL-9047)，中國于70年代末仿制成功該合金TA7 ELI (國軍標(biāo)GJB495)，Ti-5Al-1.5Sn ELI合金格外適宜用于在一255度的低溫下工作的液體燃料貯存容器。

通常來說,鈦合金強(qiáng)度跟著固溶元素的增加而增 加,而塑性降低。固溶元素分為空地元素(O、C、N均為α相安穩(wěn)元素)和代替固溶元素(Al為α相安穩(wěn)元素,Fe、Cr、Mo、V、Nb等為β相安穩(wěn)元素,Sn、Zr為中性元 素)。鈦合金強(qiáng)度按純鈦,α合金,α+β合金,β合金的次序增加。跟著溫度降低,純鈦和鈦合金的強(qiáng)度加強(qiáng),延 伸率降低,圖2為鈦和鈦合金的拉伸功用和溫度的聯(lián)系[5] 。表1列出了鈦和幾種典型鈦合金在不一樣溫度下 的拉伸功用[6] 。從表1的成果能夠看出,鈦合金的延伸率在77K以下時(shí)降低起伏較大,特別是富含一般純度的α鈦合金只能用到77K,而富含極低空地元素的α鈦合金即便在20K擺布時(shí)其延伸率降低起伏也不大。 圖2 鈦和鈦合金的拉伸功用和溫度的聯(lián)系 注:D:dimpal(等軸凹坑斷面);C:cleavage(解理斷面);M:microdimpal(微細(xì)等軸凹坑斷面);DG:dimpal+groove(等軸凹坑斷面+溝形斷口); DC:dimpal+cleavag(等軸凹坑+解理斷面)純鈦,鈦合金在20K以下進(jìn)行拉伸時(shí)發(fā)生鋸齒變形,而且純度不一樣,發(fā)生的鋸齒變形的負(fù)荷和位移也不一樣。鋸齒變形的主要原因能夠用熱機(jī)理和位錯(cuò)機(jī)理來解說,這種機(jī)理以為,在低溫下金屬的比熱容和熱導(dǎo)率都很小,塑性形變時(shí)功轉(zhuǎn)化為熱,致使部分區(qū)域溫度升高,并導(dǎo)致這個(gè)局域的軟化,剎那間使得加載的負(fù)荷降低。別的增殖位錯(cuò)的相互作用,位錯(cuò)和溶質(zhì)原子、析出粒子的相互作用以及發(fā)熱區(qū)域的冷卻,軟化區(qū)域又發(fā)生了加工硬化。發(fā)熱軟化與加工硬化不斷地交替構(gòu)成了鋸齒變形。

液氧、液氫和液氟是導(dǎo)彈和國際設(shè)備中的重要推進(jìn)劑。用于制作低溫氣體容器和低溫構(gòu)造件的原料所具有的低溫功用是非常重要的。當(dāng)顯微構(gòu)造呈等軸狀和空位元素（氧、氮、氫等）的含量很低時(shí)，鈦合金的延伸率仍在5%以上。大多數(shù)鈦合金在252.7度溫度下延伸率較低，而Ti-6Al-4V的延伸率則高達(dá)12%。

鈦和鈦合金在低溫文超低溫下仍能堅(jiān)持一定的力學(xué)功用。跟著溫度的下降，鈦和鈦合金的強(qiáng)度不斷添加，而延性逐步變差。許多退火的鈦合金在195.5度溫度下還具有滿足的延性和開裂耐性。含空位元素特低的Ti-5Al-2.5Sn可在252.7度溫度下運(yùn)用。它的缺口拉伸強(qiáng)度與非缺口拉伸強(qiáng)度之比，在25.7度下為0.95-1.15。