1.引言

钛是具有着优异物理机械性能和耐化学介质腐蚀的金属。和其它金属相比，它有很多特有的优点，这些优点使它在国民经济各个部门具有特殊用途。钛的熔点高，比重小，强度高，超过高强度钢和铝合金。这种少有的综合性能使钛能成为现代技术最有前途的结构材料之一。此外，钛在地壳中的蕴藏量极为丰富，其含量占地壳重量的0.61%，在所有元素中占第十位，在金属中仅次于铁铝镁占第四位，比常见的铜、锌、铝、锡的总和还多。这些特点，使钛在世界各国受到重视，因而发展也很快。虽然钛的价格仍然较高，但基于其的特性，在很多场合下，采用钛在经济上也是有利的。在某些特殊生产场合，钛是可以用来制造设备的理想金属材料^[1-2]。

钛合金材料是航空航天工业的重要组成部分。随着航空航天领域发动机产品的更新换代，钛合金的使用比重越来越大：钛合金凭借优异的综合力学性能、密度小、抗腐蚀性强等特点，成为飞机发动机理想的制造材料。在航空发动机燃油控制系统中，钛合金已逐步取代耐热钢、不锈钢等材料，成为各类连接件、紧固件等部件的首选材料^[3]。

2.钛和钛合金

2.1纯钛的性能和特点

2.1.1.物理性能

钛是钢与合金中重要的合金元素，钛的密度为4.506-4.516克/立方厘米(20℃)，高于铝而低于铁、铜、镍，但比强度位于金属之首。熔点1668#177;4℃，熔化潜热3.7-5.0千卡/克原子，沸点3260#177;20℃，汽化潜热102.5-112.5千卡/克原子，临界温度4350℃，临界压力1130大气压。钛的导热性和导电性能较差，近似或略低于不锈钢，钛具有超导性，纯钛的超导临界温度为 0.38-0.4K。在25℃时，钛的热容为0.126卡/克原子#183;度，热焓1149卡/克原子，熵为7.33卡/克原子#183;度，金属钛是顺磁性物质，导磁率为1.00004^[4]。

钛具有可塑性，高纯钛的延伸率可达50-60%，断面收缩率可达70-80%，但收缩强度低(即收缩时产生的力度)。钛中杂质的存在，对其机械性能影响极大，特别是间隙杂质(氧、氮、碳)可大大提高钛的强度，显著降低其塑性。钛作为结构材料所具有的良好机械性能，就是通过严格控制其中适当的杂质含量和添加合金元素而达到的^[5]。

2.1.2.化学性质

钛的性质与温度及其存在形态、纯度有着极其密切的关系。致密的金属钛在自然界中是相当稳定的，但是，粉末钛在空气中可引起自燃。钛中杂质的存在，显著的影响钛的物理、化学性能、机械性能和耐腐蚀性能。特别是一些间隙杂质，它们可以使钛晶格发生畸变，而影响钛的的各种性能。常温下钛的化学活性很小，能与氢氟酸等少数几种物质发生反应，但温度增加时钛的活性迅速增加，特别是在高温下钛可与许多物质发生剧烈反应。