目前供工业上选用迪胙和钛合金的商标达30~40种之多
。这些钛和钛合金按其结晶组织分歧可分为α钛合金、β钛合金、α+β钛合金、近α钛合金和近β钛合金等五类（详见表0-1）
。

但列国常用钛合金也只有10种左右
。例如，凭据1979年美国亏损钛材统计：其中 Ti-6Al-4V占全数用钛量的52%；工业纯钛占29%；Ti-5Al-2.5Sn占5%；Ti-6Al-6V-2Sn占6%；Ti-8Mn占<1%；Ti-13V-11Cr-3Al占<1%；Ti-8Al-1Mo-1V占3%；Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo占2%；Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo占1%；其他钛合金占<1%
。这些钛合金制品中，板、带轧材占24%；锻件占39%；棒、丝材占22%；管材占14%；铸造件占1%
。日本工业用迪胙合金，工业纯钛占90%以上
。

现将工业上常用迪胙合金按用处罚述如下：

1、耐蚀钛脊合金

1）工业纯钛  工业上大量的用作耐蚀资料的依然是工业纯钛
。这是由于工业纯钛对于海水、湿氯气及氧化性、中性、弱还原性和参与缓蚀剂的还原性介质中拥有优良的耐蚀性；并且综合机械机能和加工工艺机能亦较优越；价值也较钛合金为低
。因而，只有在工业纯钛不能满足耐蚀机能要求的情况下，才使用其他的耐蚀钛合金
。我国将工业纯钛分成三级，即TA1、TA2和TA3
。这三种工业纯钛的间隙元素是逐步增长的；而机械强度和硬度也随着逐级增长
。工业上常用迪胙合金是TA2
。这种钛合金的耐蚀机能和综合机械机能适中
。对耐磨和强度的要求较高时可选取TA3
。对要求较好的成型机能时可选取TA1
。各级工业纯钛有类似的耐蚀机能
。在某些情况下，出格在强氧化性或还原性酸中，由于钛中含有铁元素杂质引起扰装响区的金相组织变动，使其耐蚀机能降低
。在这种前提下，应试虑钛中的铁含量不超过0.05%
。

2）Ti-(0.15~0.20)Pd合金  这种合金与工业纯钛相比，拥有下列三个利益：

a. 既对氧化性介质拥有良好的耐蚀机能；又对弱的还原性介质拥有肯定的耐蚀能力
。如Ti-0.2Pb对硝酸的耐蚀机能和工业纯钛一样好；但对稀盐酸和稀硫酸的耐蚀机能却比纯钛高500~1000倍
。

b. 拥有较好的耐缝隙侵蚀能力
。工业纯钛对缝隙侵蚀比力敏感，往往由于钛造设备中存在间隙，而导致此处加快侵蚀
。若是在间隙处选取Ti-(0.15~0.20)Pd包办工业纯钛，则可解除缝隙侵蚀
。

c. 吸氢能力幼，不易产生氢脆
。工业纯钛在高温是能大量吸氢
。出格是对于侵蚀时产生的原子氢更易吸收，导致氢脆
。Ti-(0.15~0.20)Pd表表天生的氧化膜拥有较高的抗氢渗入能力，故抗氢脆的能力比工业纯钛的能力要大好多
。

但这种钛合金对强还原性介质并不耐蚀；并且含有稀贵的铂族金属——钯
。它的物理、机械机能、加工工艺机能和工业纯钛类似
。目前用这种合金造作的列管式换热器，用于稀盐酸和磷酸中；在纺织工业中用它造作喷丝头；在乙醛和对苯二甲酸装置中所有钛设备的法兰衬环和菱形垫片也均用这种合金，其使用成效优良
。

3）Ti-0.3Mo-0.8Ni钛合金  这种合金改善了工业纯钛在还原性介质中的耐蚀机能；并且它维持了工业纯钛耐硝酸、铬酸等氧化性介质的耐蚀机能
。例如，它在室温的10%硫酸、10%盐酸以及中等浓度的甲酸和柠檬酸中均拥有较好的耐蚀机能；而工业纯钛在这些介质中则被活性溶化
。并且它拥有良好的耐缝隙侵蚀机能
。它含有的合金元素较少；出格是不含有稀贵的铂族元素（如钯等）
。因而，它的价值仅比工业纯钛高10%
。它的加工工艺机能、焊接机能和工业纯钛靠近；而在200~300℃的温度下的强度较工业纯钛高1.5~2倍
。由于这种合金拥有这些利益，因而，它可能取代工业纯钛在高温海水、盐水、湿氯气以及各类高温、高浓度的氯化物中使用
。

4）Ti-Mo合金  Ti-32Mo合金在沸腾的40%硫酸和20%盐酸溶液中的耐蚀机能较工业纯钛有显著提高，是目前最耐还原性介质侵蚀迪胙合金之一
。但它在氧化性介质中的耐蚀机能却很低；并且由于钼含量过高，使合金变脆，加工工艺机能变差
。为了克服这种合金由于高钼含量所带来的弊端，在钛相合金的基础上增长了铌、钒、锆和钯
。使这种合金既维持了钛—钼合金的良好的耐蚀机能；又改善了它们的加工工艺机能
。例如，Ti-15Mo-5Zr合金，不仅预防了Ti-15Mo合金中的w相析出而引起的合金脆化，改善了他的冷加工工艺机能和焊接机能；并且还改善了它的耐蚀机能
。又如：Ti-15Mo-0.2Pd合金在氧化性和还原性介质中都有较好的耐蚀机能
。这一合金由于含有大量的高熔点、高比沉迪脞，要以工业规模出产无偏析杂质成吩旖均的合金锭是比力难题的
。故目前多用粉末冶金的步骤来出产Ti-Mo合金制品
。

6）Ti-2Ni合金  这种钛合金作为脱盐装置的结构资料，使用温度可高达200℃左右；而工业纯钛只能达到121℃左右
。并且它的耐缝隙侵蚀机能较工业纯钛为优
。但这种合金的合用领域比Ti-Pd、Ti-Mo系合金窄好多
。它只是在蚁酸、热熔氯化镁溶液中的耐蚀性较工业纯钛为优；但在盐酸、硫酸中的耐蚀性比纯钛还差
。所以Ti-2Ni合金通常只限于在中性或弱还原性的盐液中使用
。

7）Ti-6Al-4V（TC4）合金  这是一种宽泛使用迪胙合金
。它的耐蚀机能比工业纯钛稍差，但对海水、很多酸、碱和其他侵蚀性介质仍拥有令人中意的耐蚀机能
。它拥有优良的综合机械机能
。直至400℃时，还有较好的强度
。在-200℃时仍拥有较好的延性和韧性
。这种合金的加工工艺机能优良，能够冷、热成型；在预防传染的情况下，其成行性类似于不锈钢，易于熔焊和电阻焊，可进行各类机加工
。并可进行热处置，在经过固溶淬火后，可获得较大的强化成效
。所以，这种合金通常用在要求高强度或高委顿机能的耐侵蚀场所；并且由于这种合金耐热机能优良，可用作450℃以下使用的压气机叶片和盘
。

8）Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo合金  这种合金对抵抗高流速海水的磨蚀和应力侵蚀分裂的机能优良；同时又拥有较好的韧性和焊接机能，是一种较好的船用钛合金
。

2、热强钛合金

1）Ti-5Al-2.5Sn(TA7)  这种合金在退火状态下拥有中等强度水平（抗拉强度在80公斤·力/毫米2左右）和足够的延性，焊接机能优良
。它可作为500℃以下使用的结构资料
。短时使用可达900℃
。它的板材和棒材在350℃下的抗拉强度可达到50公斤·力/毫米2；经过100幼时的悠久强度可达到45公斤·力/毫米2
。

2）Ti-5Al-2.5Sn-3Cu-1.5Zr(TA8)  这是一种沉淀硬化效应的α+化合物合金
。它拥有较高的室温抗拉强度（抗拉强度在100公斤·力/毫米2以上）和较好的耐热机能，可作为450℃温度下工作的压气机叶片和盘的资料
。在该温度下，棒材的抗拉强度可达到72公斤·力/毫米2；经过100幼时的悠久强度可达到70公斤·力/毫米2，蠕变强度可达到公斤·力/毫米2
。

3）Ti-6Al-0.6Cr-0.4Fe-0.4Si-0.01B(TC7)  这是一种弥散化合物析出的α+β合金
。该合金在500℃下，其抗拉强度可达到60公斤·力/毫米2；并且焊接机能优良
。它重要以板材和棒材大局利用在500℃以下的飞机发起机构件上
。

4）Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si(TC9)  这是目前国内涵450~500℃下使用较好的耐热钛合金
。它拥有较高的强度水平；并拥有较好的高温力学机能和热不变性
。在常温的抗拉强度可达到110公斤·力/毫米2左右，在500℃下的抗拉强度维持在85公斤·力/毫米2左右和经100幼时的悠久强度可达到62公斤·力/毫米2
。所以这种合金可在500℃下持久使用
。

5）BT25合金  这是一种Ti-Al-Zr-Sn-Mo-W-Si系的变形热强钛合金，属于马氏体型α+β两相钛合金
。该合金经过950~970℃，1幼时，空冷+560℃，6幼时，空冷的热处置，所得的室温机械机能和500℃、100幼时的热不变性最好
。室温的抗拉强度为105公斤·力/毫米2；当温度提高到550℃时抗拉强度约为80~85公斤·力/毫米2，600℃时为66~78公斤·力/毫米2
。循环基数为2X107的委顿极限：室温下为50~52公斤·力/毫米2；500℃下为40~42公斤·力/毫米2
。在450℃加热到10000幼时，在500℃加热到6000幼时，在550℃加热到3000幼时，都拥有中意的热不变性
。所以这种合金可在550℃下使用
。并且的焊接机能和工艺塑性优良，是造作压气机零件的梦想资料
。

3、 低温用迪胙合金

1）Ti-13V-11Cr-3Al  这种钛合金在-100℃以下，其延性才起头显著降低，故可用作-100℃时的结构资料
。在-100℃时，它的延长率约为16%；拉伸强度约为130公斤·力/毫米2
。

2）Ti-6Al-4V(ELI)  这种低间隙元素迪胙合金在-200℃时，其延长率才起头显著降低，故可用作在-200℃下使用的设备结构资料
。但在-200℃时，这种合金的延长率只有10%左右
。这是在低温下使用这种合金必须把稳的
。

3）Ti-5Al-2.5Sn(ELI)  这种低间隙元素迪胙合金在-250℃以下时，其延长率尚无显著的变动，仍维持在15%左右，而拉伸强度却上升到140公斤·力/毫米2以上
。为了维持这种合金的优良低温机能，必须严格节造它的间隙元素含量
。如铁的含量应节造在0.25%以下；氧的含量应低于0.12%；其他间隙元素（氢、氮、碳）的含量也应低于通常合金的含量
。

4）工业纯钛（TA1、TA2）  这两种工业纯钛在铁含量为0.095%，氧含量为0.08%；氢含量为0.0009%；氮含量为0.0062%时，在-269℃时的抗拉强度为65~80公斤·力/毫米2，约为室温时抗拉强度的两倍
。其延长率由室温时的50%降至40%，但仍拥有较高的延性
。因而，这两种工业纯钛可用作-253℃以下的低温资料
。

4、钛基特殊职能资料

1）含50%钛迪腙—钛超导合金，在-4K时拥有超导个性
。这种超导合金已起头在工业上使用
。

2）含50%钛的镍—钛合金拥有显著的状态影象效应
。这种合金已成功的利用在宇航自展天线、航空工业中自张开销钉、油管接头、影象铆钉以及医疗器械、热机等装置
。

3）钛—铁合金拥有贮氢个性，是很好的贮氢资料
。这种合金的研造成功，解决了氢气的贮存和运输的难题
。日本等国在用钛—铁贮氢装置装置氢气汽车
。

若何正确的使用钛

固然钛及其合金拥有比强高、高和善低温机能好、耐侵蚀蹬着点；若是使用不当，未能扬长避短，仍会达不到预期的成效，反而造成不应有的损失
。若何正确的使用钛呢？在选用钛材时应仔细的思考下类问题：

1、侵蚀环境  

工业纯钛和其他钛合金在中性、氧化性的环境中，拥有良好的耐蚀机能
。在弱的还原性环境中也维持着钝态
。在强的还原性酸中被侵蚀；但在与侵蚀预防剂共存的还原性环境中耐蚀性优良，即便对于王水也有优良的耐蚀性
。在高温盐类、湿氯气、硝酸、各类漂白剂等侵蚀环境中拥有耐蚀性
。钛在数伏电压之下作为阳极处于钝性，所以被利用在阳极处置、电解和电镀中
。在海水中不产生点蚀和缝隙侵蚀
。有较大的抵抗应力侵蚀分裂、接触侵蚀和磨蚀的能力
。对有机酸除蚁酸（不通气）等以表都拥有较好的耐蚀机能
。焊接险些不降低钛的耐蚀性
。固然钛材在上述的侵蚀性介质中拥有良好的耐蚀机能；但在选用钛材作为耐蚀资料时，仍必须把稳以下几点：

1）工业纯钛在静止的高温、高溶度的硝酸溶液中的耐蚀机能较好；但在流动的硝酸溶液中往往由于短缺缓蚀作用的四价钛离子而遭到侵蚀
。故在这种环境当选取钛时应选用Ti-5Ta合金
。

2）钛在海水和氯化物溶液中不产生点蚀；但在含有氯化镁、氯化铝、氯化铜、氯化锌和氯化钙的沸腾溶液中产生点蚀
。工业纯钛在温度高于90℃的海水中有产生缝隙侵蚀的可能性，故在这种环境中，推荐选用Ti-0.2Pb合金
。

3）工业纯钛在碳氢化合物既含氯、氟的碳氢化合物中不产生侵蚀
。但在有水的情况下，水解而产生盐酸和氢氟酸，对钛产生侵蚀
。当碳氢化合物在高温下分化而产生氢时，钛可能吸收氢，而产生氢脆
。

4）钛不受湿润氯气（含1%以上的水分）以及二氧化硫、二氧化碳、硫化氢等气体的侵蚀；但在干燥的氯气中遭逢侵蚀；并引起着火自燃
。在-253~93℃温度领域内，钛对氢和过氧化氮的耐蚀性良好；但在气态氧、液态氧和某些氧分压高的水溶液中，也可能引起钛着火自燃
。在这种环境中使用钛时，必须慎沉
。

5）工业纯钛通常不产生应力侵蚀分裂；但在含有微量盐酸的甲醇、乙醇为主的有机溶剂中和在发烟硝酸中易产生应力侵蚀分裂或着火自燃
。

6）钛与电位较低的金属接触，则低电位金属产生侵蚀
。侵蚀的水平取决于与钛接触的金属表表积比例
。

7）固然钛对于PH值大于9的碱也拥有较好的耐蚀机能；但由于在较高的温度下易产生氢脆，因而，钛仅用在低温下的碱液中
。当碱液中含有游离氯时，则提高钛对碱液的耐蚀性
。反之，当碱液中含有氧和氨时，，则加剧碱液对钛的侵蚀
。

2、钛的化学、物理、机械机能的特点

钛和钛合金与其他金属一样，在化学、物理和机械机能方面拥有它单独的特点
。有些机能分歧于碳钢、不锈钢等玄色金属；也分歧于常用的有色金属——铝、铅等
。因而，在使用钛材时必须把稳以下的这些特点：

1）钛是一种化学性质非；钤镜慕鹗，在较高温度下可与很多元素和化合物产生反映，出格是与空气中的氮、氧、氢等气体产生反映，使钛的机能变坏
。这是在钛的熔炼、加工、造作和使用过程中必须当真思考的一个问题
。

2）钛的线膨胀系数约为碳钢的三分之二；相当于不锈钢的一半
。当用钛造作碳钢或不锈钢容器的衬里时；或者用钛造作管壳式热互换器列管，而表壳用碳钢或不锈钢造作时，要当真思考设备在起落温过程中，衬里和列管接受的扰爪力
。

3）钛的导热系数比碳钢幼4.5倍，比不锈钢稍低
。因而，钛造设备在高温下使用时，在壳壁中易形成高的温度梯度，导致产生较大的扰爪力或热委顿应力
。但此弊端为它的线膨胀系数较低而有所赔偿
。因而，钛的导热系数虽低；但不影响传热效能
。这是由于钛拥有较好的抗传染能力；不是气体呈膜状凝固而成滴状凝固；能耐较高流速的冲刷侵蚀，能使设备壁或管壁做得很薄的高强度等特点
。因而，钛拥有较好的传热机能
。

4）钛的熔点较高，通常为1668±4℃
。比碳钢约高130℃、比不锈钢约高243℃
。再加上它的导热系数较低
。因而，焊缝金属在高温区的停顿功夫稍长，宜造成晶粒粗壮，塑性降低和焊接时易产生较大的残存应力
。这是在设计焊接结构是必须仔细思考的
。

5）钛的导电性较差
。若以铜的导电率为100%，则钛仅为3.1%
。但它的导电率靠近于不锈钢
。这是在设计钛电极时必须思考的
。

6）钛的弹性模量较低，约为碳钢或不锈钢的二分之一左右
。所以在设计抗弯曲的构件时，应给于出格确把稳
。

7）钛拥有显著的回弹个性，其回弹能力是不锈钢冷成形时的2~3倍
。这是由于钛的屈服限与弹性模量比值大和屈强比也较大，以至在成形时零件内部存在着较大的应力
。所以钛设备通常不适于冷态冲压加工；而必要用热成型或者冷冲压热矫形工艺
。

8）钛和不锈钢一样，容易产生粘连
。因而，对于未经特殊处置迪胙不易造作接受摩擦的工件；不然，他们会因擦伤或咬死而迅速报废
。在不得不选取钛作为活动元件时，必须选择能够使钛接受摩擦的资料（如塑料）造成摩擦副件；或者表表进行硬化处置；或者使用分歧商标迪胙合金造成摩擦副
。在螺旋摩擦副中应选取间隙较大的螺旋共同或加光滑剂
。

9）钛的抗拉强度随着温度的升高而降低
。当温度达到250℃时，其抗拉强度只有室温下的一半
。并且钛的拉伸曲线没有物理屈服极限，只有前提屈服极限
。因而，在推算钛设备的强度时，必须选用设计温度下的强度限
。

10）钛的抗蠕变机能差，不仅在高温，即便在常温下也产生蠕变行为
。它的蠕变极限通常先随温度增长而降低；但到120℃时，蠕变极限起头沉新增长，在200℃时达最大值
。尔后，蠕变极限又随温度持续增长而降低
。通常在200~300℃的温度领域内遵循不变的蠕变个性
。因而，在推算钛造设备强度时，不仅必要按设计温度下的强度限推算；并且还需按蠕变限进行校核
。

11）工业纯钛的塑性与温杜仔特殊的关系
。由室温至200℃时，钛的相对延长率增长
。在持续升温，则起头降落
。在450~500℃时相对延长率达到最幼值，随后又显著上升
。因而，它的使用温度最好不超过350℃
。

12）国产工业纯钛的冲击强度较低，有的在室温下仅8.0公斤·米/厘米2
。但随着温度的上升而增长
。当温度超过200℃时，冲击强度迅速增长
。到550℃时，冲击强度可达18公斤·米/厘米2左右
。并且它的冲击值随着杂质含量增长而降低
。所以在设计钛造设备时，应尽量预防应力集中，预防产生过大的部门峰值应力
。

13）钛的硬度和强度随着冷变形的水平增长而增长
。如冷变形度为80%的试样的强度极限比齐全退火的试样大1倍
。随着冷变形水平的提高，延长率值迅速降落
。当冷变形度超过50%时，延长率降到10%以来，不再持续降落
。并且钛的机械机能与变形速度有关
。当拉伸速度由0.01分钟提高到1.5分钟时，它的强度限由36.5公斤·力/毫米2提高到42.5公斤·力/毫米2；延长率显著降落，随后又上升
。因而，钛材在冷冲压时，要严格节造变形水平和变形速度
。

14）钛拥有较良好的抗委顿机能；但对缺口的敏感性较高
。在旋转弯曲尝试中，其委顿强度对拉伸强度的比值约为60%；而通常碳钢仅是拉伸强度的45%左右
。表表光洁度对委顿强度也有较大的影响
。高度抛光表表的试棒比机加工表表的试棒拥有较高的委顿强度
。所以在设计钛造设备时，应预防结构的不陆续性和焊缝应尽可能滑润
。

15）钛不能与其他金属熔焊
。这是由于钛的熔点比其他金属高；并且已形成脆性的金属间化合物，引起焊缝脆化
。在容器内进行部门衬里时应出格把稳结点的设计
。在必要与其他金属衔接时，可选取粘接、钎焊、爆炸焊和螺栓衔接
。

16）钛设备的焊接接头设计和其他金属选取的接头大局类似；但由于熔融钛拥有更大的流动性
。因而，它比其他金属装配的更缜密
。在对接焊薄板时，对于等边对接接头通常不留钝边间隙
。若是街头装配的中意的话，这些焊缝可不加填充焊丝
。当板厚超过1.5毫米时，为了保障焊透，选取留钝边间隙或单V型坡口
。对于这些接头要求增长焊丝
。对于厚板或厚断面选取单V型或双V型坡口
。在这些情况下，接头应设计成必要最幼的焊路和便于焊缝根部；
。

17）在设计钛铸件时，应该服膺钛拥有较窄的液相线——固相线的温度区间
。这种迅速凝固的偏差有利于铸件的定向凝固；但往往导致在热量集中的处所产生裂纹和缩孔
。钛铸件的各相邻部位应预防厚薄截面的急剧变动和尖角
。在无法预防时，无论是厚度变动或是尖角部位，都应该有足够半径的圆角过渡
。铸件的界面应该是带有锥度的均匀截面
。在所有的垂直面上，都应该思考较大的拔模斜度；并应试虑冒口地位和除去这些浇冒口后不必要精磨
。

18）钛的攻丝是比力难的工序
。这是由于丝锥中有限切屑沟和钛的严沉粘着作用，均导致螺纹恶化
。当切削终止时钛易紧锁在丝锥上，导致丝锥断裂
。因而，在设计钛设备时应预防盲孔和过长的通孔；同时应适当放松共划一级公差
。

19）国产钛管的延长率在28~40%的领域内颠簸；而不锈钢的延长率在50~60%的领域内
。因而，钛造管壳式换热器的胀管间隙应比不锈钢造的
；不然，在胀接时列管易出现裂纹
。

20）钛在切削过程中，由于产生塑性变形，和在高的切削温度下，钛很容易吸收大气中的氧、氮形成硬而脆的表皮，而产生加工硬化景象
。其了局不仅降低零件的委顿强度；并且会加剧刀具的磨损和给以来的加工带来难题
。因而，在切削钛材时通常选用较低的切削速度、较大的切削深度和进给量
。并且选取相宜的冷却光滑液，进行高压冷却
。来降低切削温度，提高加工表表质量和刀具的耐用度
。

21）钛板料拥有各向异性
。通常垂直于轧造方向弯曲比平行于轧造方向弯曲机能好
。

3、钛的经济性

目枪的价值较贵
。因而，在设计中必须把稳钛材仅用在有侵蚀的部位，而不用作不接触侵蚀介质的支承构件
。只有有可能，与容器结构有关的全数应力，应该用碳钢或其他类似的廉价金属来承担，钛材仅起耐侵蚀的作用
。钛制品在加工过程中应尽量削减废屑的产生，提高钛材的利用率
。因而，尽可能选取精密铸造、粉末冶金、模锻、超塑性和等温铸造成型、旋压、扩散焊接以及爆炸复合等先进工艺出产钛制品
。