一些鈦合金(如Ti-5Al-2. 5SnELI)的強(qiáng)度隨溫度的降低而提高,但塑性降低得不多,在低溫下仍有較好的延性及韌性,適宜在超低溫下使用??捎糜谝簹洹⒁貉趸鸺l(fā)動(dòng)機(jī)上,或在載入飛船上 作超低溫容器和貯箱使用。 通常鋁在150度、不銹鋼在310度即失去了原有性能,而鈦合金在500-600度左右仍保持良好的力學(xué)性能。當(dāng)飛機(jī)速度達(dá)到2. 7馬赫時(shí),飛機(jī)結(jié)構(gòu)表面溫度達(dá)到250度,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,它用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)的盤(pán)和葉片以及飛機(jī)后機(jī)身的蒙皮。
鈦本身沒(méi)有磁性,不含鐵的鈦合金也沒(méi)有磁性,所以,能有效避免磁干擾。用于潛艇殼體,不會(huì)引起水雷的爆炸。除用于國(guó)防、 空軍、武器制造外,還廣泛應(yīng)用于鐵路工程、通信、航天、航空、 高新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)院(掃璜、X射線、磁共振成像、心電圖、陰極射線顯像管)、醫(yī)藥、核工業(yè)、核磁共振、磁譜儀、高特斯拉的 磁體、戶外作業(yè)、碼頭建設(shè)、潛水、化工、消防、海水淡化、造 船、離岸石油天然氣平臺(tái)、鹽業(yè)等。
第一種,a (密排六方晶格)與(3 (體心立方晶格)都是連續(xù) 固溶體系。這樣的二元系只有兩個(gè),即Ti-Zr系和Ti-Hf 系。鈦之所以與鋯、鉿形成和連續(xù)固溶體。是因?yàn)殁?、鋯、鉿 在周期表中是同族元素。其原子的外層電子結(jié)構(gòu)一樣,晶格類型相同,原子半徑相近等。可以設(shè)想,Ti-Zr-Hf這個(gè)三元系也將形成三元連續(xù)固溶體。
元系有4個(gè),這就是Ti-Mo系、Ti-V系、Ti-Nb系和Ti-Ta系。由于 Mo、V、Nb, Ta這4個(gè)金屬只有一種晶型,即體心立方晶格,所以它們只與具有相同晶型的P-Ti形成連續(xù)固溶體,而與密排六方晶格的Ti就形成有限固溶體,當(dāng)欽與鉬、釩、鈮、鉭組成多元合金時(shí),也將形成多元的連續(xù)固溶體和a為有限固溶體。
第三種,在固態(tài)發(fā)生包析反應(yīng)和形成一個(gè)或幾個(gè)金屬化合物體系。形成這種相圖的二元系有Ti-Al、Ti-Sn、Ti-Ce、Ti-B、 Ti-C等。其前三個(gè)系的固溶體區(qū)間較寬,在耐熱鈦合金中有重 要意義。
鈦的鈍性取決于氧化膜的存在,它在氧化性介質(zhì)中的耐蝕性比在還原介質(zhì)中要好得多.在還原性介質(zhì)中能發(fā)生快速腐蝕。鈦在一些腐蝕性介質(zhì)中耐蝕性能優(yōu)越,如海水、濕氯氣、亞氣酸鹽及次氯 酸鹽溶液、硝酸、鉻酸、金屬氯化物、硫化物以及有機(jī)酸等???是,在與鈦反應(yīng)產(chǎn)生氫的介質(zhì)(例如鹽酸和硫酸)中,鈦通常能較快腐蝕。但如果在酸中加入少量的氧化劑會(huì)使鈦形成一層鈍化膜. 延遲其腐蝕,所以在強(qiáng)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)性氧化膜經(jīng)常是當(dāng) 金屬碰到水時(shí)形成的,即使少量的水或以水蒸氣存在也能形成。如果把鈦暴露于完全沒(méi)有水的強(qiáng)氧化性環(huán)境里,就能發(fā)生快速氧化并產(chǎn)生劇烈的燃燒。鈦合金與含過(guò)量氧化氮的發(fā)煙硝酸,鈦與干氯氣的反應(yīng)就發(fā)生過(guò)這類行為。