1.研究背景 1.1 钛合金及其应用 钛是重要的稀有高熔点延性银白色金属，具有比重小，熔点高，耐腐蚀性好的特点。

金属钛具有两种同素异形体，低温(882.5℃)稳定态α型(密排六方晶系)和高温稳定态β型（体心立方晶系），相变时体积增加5.5%。

钛的力学性能与其中的杂质的种类和数量有密切关系，尤其是间隙杂质氧、氮、碳，它们会使钛的硬度和脆性增加；氢会使钛的硬度增加，脆性降低 [1,2]。

钛及其合金具有质量轻、强度大、热稳定性好、适用温度范围宽（在低温20K和高温823K下仍具有足够的强度和韧性）、耐腐蚀等许多优良特性。

它既是战略金属，也是有发展前途的新型结构材料。

钛及其合金被航空航天和军事工业广泛应用于制造飞机、航天飞行器、火箭发动机、深海潜水器等。

工业纯钛被大量应用于制造石油化工工业的反应塔、风机、泵、阀门和管道，并用于制造氯碱工业中的阳极、发电站的冷凝器和海水淡化装置的蒸发器、传热管等。

此外，钛材还用于房屋建筑、雕塑装饰和制造汽车、自行车、运动器材和生活用品等。

钛在医疗部门中用作人工骨骼等补形材料，并用于制造外科器械[2]。

1.2 扩散行为 C、H、O和N等原子是合金材料中常见的非金属溶质，它们的存在对合金材料的性能有显著的影响[3]。