钛的十大特性和三种特殊功能

（1）密度小、强度高、比强度大

钛的密度是4.51g/cm3，为钢的 57％，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 大的（见表 2-1)，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2-1钛与其他金属密度和比强度的比较

（2）耐蚀性能*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、铬酸、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*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。如果把钛暴露于没有水的强氧化性环境里，*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*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150℃，不锈钢在310℃即失去了原有性能，而钛合金在 500℃左右仍保持良好的力学性能。当飞机速度达到音速的 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-2.5SnELI）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 2-2。

表2-2钛与其他金属的热导率比较

钛的热导率小，仅为钢的 1/5，铝的 1/13，铜的 1/25。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 2-3。

表2-3钛与其他金属的弹性模量比较

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-6AI-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2-4。

表2-4钛与其他金属抗拉强度与屈服强度的比较

（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。钛材焊接要在氩气保护下进行，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）制成形状和大小一样的钟，用同等的力把每个钟敲一下*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

（1）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。

（2）超导功能

指的是NbTi合金，当温度下降到接近 零度时，NbTi合金制成的导线，会失去电阻，任意大的电流通过，导线*不会发热，没有能耗，NbTi被称为超导材料。

（3）贮氢功能

指的是 Ti-50％Fe（原子）合金，具有大量吸收氢气的本领。利用 TiFe 的这一特征，可把氢安全的贮存起来，即贮存氢不一定使用钢制高压气瓶。在一定条件下还可以让TiFe把氢放出来，TiFe 被称为贮能材料。