钛合金论文
《2024年TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》范文
《TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》篇一一、引言TA15钛合金以其优良的力学性能和抗腐蚀性，在航空、航天等高端制造领域中得到了广泛应用。
随着制造业的不断发展，对材料性能的要求也越来越高，因此对TA15钛合金的热加工过程及其微观组织的研究显得尤为重要。
本文旨在通过构建TA15钛合金热加工本构模型，并对其微观组织进行预测研究，以期为优化其热加工工艺、提高材料性能提供理论依据。
二、文献综述在过去的几十年里，国内外学者对钛合金的热加工行为及微观组织演变进行了广泛的研究。
在热加工过程中，钛合金的力学性能、微观组织结构以及相变行为等因素对材料的最终性能具有重要影响。
其中，本构模型是描述材料在热加工过程中应力、应变、温度和速度等参数之间关系的数学模型，对于优化热加工工艺、提高材料性能具有重要意义。
三、TA15钛合金热加工本构模型的构建（一）实验方法为了构建TA15钛合金热加工本构模型，我们采用热模拟实验方法，通过改变温度、应变速率和变形程度等参数，获取TA15钛合金在热加工过程中的应力-应变曲线。
同时，结合金相显微镜、电子背散射衍射等手段，对TA15钛合金的微观组织进行观察和分析。
（二）本构模型的建立根据实验结果，我们采用Johnson-Cook模型来描述TA15钛合金的热加工本构关系。
该模型考虑了应变、应变速率、温度等因素对材料力学性能的影响，能够较好地反映TA15钛合金在热加工过程中的力学行为。
通过回归分析实验数据，我们得到了TA15钛合金的本构模型参数。
四、TA15钛合金微观组织的预测研究（一）微观组织演变规律通过金相显微镜、电子背散射衍射等手段，我们观察了TA15钛合金在热加工过程中的微观组织演变规律。
结果表明，随着温度、应变速率和变形程度的变化，TA15钛合金的晶粒形态、相组成和分布等微观组织参数发生了明显变化。
（二）微观组织预测模型的构建基于微观组织演变规律，我们建立了TA15钛合金的微观组织预测模型。
钛合金材料
钛合金材料《新型工程材料应用》课程论文摘要：随着新技术革命浪潮的推进，继合金钢和金属铝之后，新崛起的第三金属——钛，越来越多地渗透到工业、技术和科学的各个领域，它的魅力向人类展示了它的美好前景。
本文介绍了钛合金的合金化原理、性能特性，综述近年来国内外钛合金材料的发展应用和研发状况，对钛合金材料的发展前景进行了展望。
关键词：钛合金、合金化、特性、发展概述：钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。
99.5％工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/cm3，熔点为1725℃，导热系数λ=15.24W/(m.K)，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。
而钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。
合金化原理：钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。
合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：（1）稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。
其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。
（2）稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。
应用了钛合金的产品前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。
（3）对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。
氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。
氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。
通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下。
氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。
通常钛合金中氢含量控制在 0.015％以下。
氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。
室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。
β型钛合金论文：β型钛合金弹性模量第一性原理价电子浓度
β型钛合金论文：β型钛合金弹性模量第一性原理价电子浓度【中文摘要】传统的钛合金具有优良的生物相容性、综合的力学性能、以及形状记忆性能和超弹性被广泛的成功应用于生物医用移植材料。
但是近年来研究发现,传统钛合金由于弹性模量较高引发“应力屏蔽”效应,同时含有钒、铝以及镍元素,具有毒性引发过敏性反应。
因此,设计开发新型无毒、低弹性模量生物医用β钛合金成为人们的研究热点。
本论文运用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了新型β钛合金的弹性性能和相结构的稳定性,提出了新型无毒、低弹性模量β钛合金理论设计原则。
论文的主要结论如下:（1）二元β型Ti-Nb、Ti-Mo和Ti-Ta合金的β结构稳定性随着Nb、Mo和Ta 含量的增加逐步增加,当其含量大于等于8.08%,3.7%和12.5% （原子百分数）时,能得到β相稳定结构,Nb、Mo和Ta对β结构稳定性影响的强弱顺序是:Mo>Nb>Ta。
同时,三种二元合金的弹性模量E随着Nb、Mo和Ta含量的增加先减小后增加,当含量是25%时,三种合金系的弹性模量达到最小值,分别是37.5GPa、30.8GPa和37.9GPa。
同时,进一步确定了具有最低弹性模量的二元β型Ti-Nb和Ti-Ta合金价电子浓度为4.25,Ti-Mo合金为4.5。
（2） Ti6Mo2合金体系中的α、β和α”相的结构稳定性从强到弱的顺序是α”>β>α,α相在Ti6Mo2合金体系中的不能稳定存在,且三种合金相的弹性模量从大到小的顺序是α>α”>β。
（3） Mo、Sn、Ta和Zr对bcc结构的Ti12Nb4的结构稳定性和弹性模量的影响各不相同,Mo和Ta元素既能够起到稳定β-Ti12Nb4相的作用,又能增加其合金相的弹性模量;Sn对β-Ti12Nb4相稳定性影响较小,而Zr却降低了β-Ti12Nb4相稳定性,且Sn和Zr对弹性模量的影响较小。
【英文摘要】The traditional Ti alloys have been successfully applied as biomedical implant materials due to their superior biocompatibilty,mechanical property, shape memory property and superelasticity. However, the high elastic modulus of the traditional Ti alloys may cause the“stress shielding’’when they are impanted in human body. Moreover Ni, V and Al are cytotoxic, which may cause the adverse tissue reaction. Therfore, developing newβTi alloys with lowering the elastic moduli and promoting the safety of the alloys are a hot topic in this research field. In this thesis, the elastic characteristic and phase stability of the novelβTi alloys were investigated by the calculations from first-principles based on density functional theory, and the principle to design the newβTi alloys with a low modulus is suggested. The main conclusions are as follows:（1） The structural stability of βTi-Nb, Ti-Mo and Ti-Ta alloys increased with Nb, Mo and Ta content increasing. Theβphase appear in Ti-Nb, Ti-Mo and Ti-Ta alloys when the Nb, Mo and Ta content are 8.08%, 3.7% and 12.5% （in atom pesent）, respectively. The strength to stabilizeβphase of Nb, Mo and Ta is in the sequence of Mo>Nb>Ta. The elastic modulus ofβTi-Nb, Ti-Mo and Ti-Ta alloys first decrease and then increase with the increase of Nb, Mo and Ta content and the lowest value are achieved to be 37.5GPa、30.8GPa and 37.9GPa when the Nb, Mo and Ta content are about 25%, respectively. Moreover, the critical valence electronic number for realizing the lowest elastic modulus inβTi-Nb, Ti-Mo and Ti-Ta alloys are about 4.25 forβTi-Nb and Ti-Ta, and 4.5 for βTi-Mo.（2） The phase stability ofα、βandα” of Ti6Mo2 alloys followed the order ofα”>β>α, andαof Ti6Mo2 alloys wasn′t exist at 0K. The elastic modulus E ofα、βandα” of Ti6Mo2 alloys followed the order ofα>α”>β.（3） The effects of Mo, Sn, Ta and Zr elements on the structure stability and elastic properties of Ti12Nb4 were different. Mo and Ta can stabilize theβphase and increase the elastic modulus; Sn has less effect on the structure stability ofβphase. Zr can decrease theβphase stablility. Sn and Zr have little effect on the elastic modulus of theβ-phase Ti12Nb4.【关键词】β型钛合金弹性模量第一性原理价电子浓度【英文关键词】βTi alloys elastic modulus first-principles valence electron number【目录】β型钛合金相稳定性和弹性性能第一性原理研究摘要4-5Abstract5第1章绪论8-18 1.1 生物医用金属材料概述8-9 1.2 生物医用金属材料的发展9-11 1.2.1 贵金属系列9-10 1.2.2 医用不锈钢系列10 1.2.3 钴铬合金系列10 1.2.4 钛及钛合金系列10-11 1.3 生物医用钛及钛合金的发展11-14 1.3.1 Ti 和Ti-6Al-4V11-12 1.3.2 α+β型钛合金12 1.3.3 近β和β型钛合金12-14 1.4 生物医用钛合金弹性模量14-16 1.5 选题意义及主要研究内容16-18 1.5.1 选题意义16 1.5.2 主要研究内容16-18第2章理论方法和工具18-24 2.1 引言18 2.2 Hohenberg-Kohn 定理和密度泛函理论18-21 2.3 交换关联能近似21-22 2.4 赝势法22 2.5 系统的结构优化处理22-23 2.6 工具软件简介23-24第3章二元β钛合金的相稳定性和弹性性质的研究24-37 3.1 引言24-25 3.2 计算方法和结构模型25-26 3.3 结果和讨论26-36 3.3.1 晶格常数和结合能26-28 3.3.2 弹性常数28-32 3.3.3 C_(44)、C′和价电子浓度的关系32-34 3.3.4 态密度34-36 3.4 小结36-37第4章 TiMo 不同合金相的相稳定性和弹性性能研究37-43 4.1 引言37 4.2 计算方法和结构模型37-38 4.3 结果与讨论38-42 4.3.1 平衡结构性质和形成能38-39 4.3.2 弹性性质39-41 4.3.3 态密度41-42 4.4 小论42-43第5章合金元素对β-Ti_(12)Nb_4合金的结构稳定性与弹性性质的影响43-50 5.1 引言43 5.2 计算方法和结构模型43-44 5.3 结果及讨论44-49 5.3.1 平衡结构性质44-45 5.3.2 弹性常数和弹性性能45-47 5.3.3 价电子浓度的影响47-48 5.3.4 态密度48-49 5.4 小结49-50第6章总结与展望50-52 6.1 总结50 6.2 研究展望50-52参考文献52-57致谢57-58攻读硕士期间发表和完成的论文58【采买全文】1.3.9.9.38.8.4.8 1.3.8.1.13.7.2.1 同时提供论文写作一对一辅导和论文发表服务.保过包发【说明】本文仅为中国学术文献总库合作提供，无涉版权。
钛合金综述论文
钛合金综述论文摘要：钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。
关键词：钛合金；合金化；分类；用途；新发展正文：钛合金概述钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75％～85％。
20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
钛合金耐热的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。
A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。
结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有20～30种，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等。
合金化钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。
钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。
合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。
《高强β钛合金板材组织演变和变体析出研究》范文
《高强β钛合金板材组织演变和变体析出研究》篇一一、引言高强β钛合金以其独特的力学性能和优良的加工性能，在航空、航天、船舶、医疗等领域得到了广泛应用。
随着科技的不断进步，对高强β钛合金的性能要求也越来越高，其组织演变和变体析出机制成为了研究的重要方向。
本文以高强β钛合金板材为研究对象，通过实验分析和理论探讨，深入研究其组织演变和变体析出机制。
二、实验材料与方法本实验所采用的高强β钛合金板材，经过适当的热处理和加工工艺，具有较高的强度和塑性。
实验中采用了金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段，对合金的组织结构和变体析出进行了观察和分析。
同时，结合X射线衍射、电子探针等手段，对合金的相组成和晶体结构进行了研究。
三、组织演变研究1. β相的稳定性与转变高强β钛合金在加热过程中，β相的稳定性受到温度和时间的影响。
随着温度的升高和时间的延长，β相逐渐发生转变，形成α相和其他次生相。
通过金相显微镜观察，我们发现β相的转变过程是一个连续的过程，伴随着晶格参数的变化和晶体结构的调整。
2. 晶粒的生长与合并在合金的加工和热处理过程中，晶粒的生长与合并对合金的性能有着重要影响。
通过扫描电镜观察，我们发现晶粒的生长与合金的化学成分、热处理温度和时间等因素密切相关。
在一定的温度范围内，晶粒的生长速率随着温度的升高而加快，同时晶粒之间也发生合并现象。
四、变体析出研究1. 变体的形成与长大高强β钛合金中，变体的形成与长大是一个复杂的过程。
通过透射电镜观察，我们发现变体的形成受到合金成分、温度和时间等因素的影响。
在一定的温度范围内，变体的形成和长大速率达到最大值。
同时，我们还发现变体的类型和数量也受到合金成分的影响。
2. 变体与基体的相互作用变体与基体之间的相互作用对合金的性能有着重要影响。
通过X射线衍射和电子探针等手段，我们研究了变体与基体之间的晶体结构和化学成分差异。
我们发现，变体与基体之间的相互作用是一个动态的过程，伴随着能量的传递和物质的交换。
钛合金应用研究论文
钛合金应用研究论文摘要：综述了钛合金材料的应用及研究现状，着重介绍了钛及钛合金的主要特性，加工性能及其在航空航天、军事工业和汽车制造方面的应用，并在此基础上展望了钛合金的发展方向。
关键词：钛合金特性加工性能应用领域Ti在地壳中的丰度为0.56%(质量分数，下同)，在所有按元素中居第9位，而在可作为结构材料的金属中居第4位，仅次于Al、Fe、Mg，其储量比常见金属Cu，Pb，Zn储量的总和还多。
我国钛资源丰富，储量为世界第一。
钛合金的密度小，比强度、比刚度高，抗腐蚀性能、高温力学性能、抗疲劳和蠕变性能都很好，具有优良的综合性能，是一种新型的、很有发展潜力和应用前景的结构材料。
近年来，世界钛工业和钛材加工技术得到了飞速发展，海绵钛、变形钛合金和钛合金加工材的生产和消费都达到了很高的水平，在航空航天领域、舰艇及兵器等军品制造中的应用日益广泛，在汽车、化学和能源等行业也有着巨大的应用潜力。
一、钛及钛合金的特性钛及钛合金具有许多优良特性，主要体现在如下几个方面：1.强度高。
钛合金具有很高的强度，其抗拉强度为686—1176MPa，而密度仅为钢的60%左右，所以比强度很高。
2.硬度较高。
钛合金(退火态)的硬度HRC为32—38。
3.弹性模量低。
钛合金(退火态)的弹性模量为1.078×10－1.176×10MPa，约为钢和不锈钢的一半。
4.高温和低温性能优良。
在高温下，钛合金仍能保持良好的机械性能，其耐热性远高于铝合金，且工作温度范围较宽，目前新型耐热钛合金的工作温度可达550—600℃；在低温下，钛合金的强度反而比在常温时增加，且具有良好的韧性，低温钛合金在－253℃时还能保持良好的韧性。
5.钛的抗腐蚀性强。
钛在550℃以下的空气中，表面会迅速形成薄而致密的氧化钛膜，故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及强碱中，其耐蚀性优于大多数不锈钢。
二、钛及钛合金的加工性能1.切削加工性能钛合金强度高、硬度大，所以要求加工设备功率大，模具、刀具应有较高的强度和硬度。
钛及钛合金范文范文
钛及钛合金范文范文
钛的密度相比于传统的结构材料如钢铁和铝合金更低，因此它们可以降低结构的总重量，并且提高了部件的载荷能力。
这一特点使得钛及其合金成为航空航天领域中常用的材料之一、在航空航天器的制造中，钛及其合金广泛应用于机身、发动机部件、燃烧室等关键部件上，以提高航空器的性能和可靠性。
此外，钛及其合金还具有优异的高温特性。
在高温环境下，钛及其合金的强度保持相对稳定，而其他材料如铝和镍合金则会出现明显的软化。
因此，在高温条件下，钛及其合金能够保持结构的强度和稳定性，适用于制造涉及高温环境的部件，如航空发动机、汽车发动机的涡轮，以及石油化工和能源领域的高温设备。
除了优异的力学性能和高温特性，钛及其合金还具有出色的耐腐蚀性能。
钛具有稳定的钝化膜，在大部分环境中都能抵御酸、碱和盐等化学物质的腐蚀。
这使得钛及其合金广泛应用于海洋工程、化工设备和生物医疗器械等领域，在这些恶劣的环境条件下能够长期使用而不出现腐蚀问题。
然而，钛及其合金的制造和加工过程相对复杂，成本较高。
钛是一种难以提取和精炼的金属，所以其总体价格相对较高，限制了其广泛应用的程度。
此外，钛和钛合金在加工过程中容易发生氧化，所以在制造和加工过程中需要采取特殊的措施保护材料的表面。
这增加了生产成本和制造难度。
总的来说，虽然钛及其合金有一些制造和加工上的困难和成本限制，但其良好的力学性能、高温特性和耐腐蚀性使其在航空航天、汽车、海洋
工程等领域具有广泛的应用前景。
随着制造工艺的不断改进和技术的发展，钛及其合金的成本将进一步降低，为其更广泛的应用提供可能。
《高强β钛合金板材组织演变和变体析出研究》范文
《高强β钛合金板材组织演变和变体析出研究》篇一高强β钛合金板材组织演变与变体析出研究一、引言随着现代工业的快速发展，高强β钛合金因其优异的力学性能和良好的加工性能，在航空、航天、海洋工程等领域得到了广泛应用。
而其组织演变和变体析出行为，直接关系到材料的性能和稳定性。
因此，对高强β钛合金板材的组织演变与变体析出进行研究，对于优化材料性能、提高生产效率具有重要意义。
本文旨在通过实验研究和理论分析，深入探讨高强β钛合金板材的组织演变和变体析出行为。
二、实验材料与方法本实验选用的高强β钛合金板材，具有优异的力学性能和良好的加工性能。
实验过程中，采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段，对材料的组织演变和变体析出行为进行观察和分析。
同时，结合热处理工艺，研究不同温度和时间对材料组织演变和变体析出的影响。
三、高强β钛合金板材的组织演变1. 晶粒形态变化高强β钛合金板材在热处理过程中，晶粒形态发生明显变化。
随着温度的升高和时间延长，晶粒逐渐长大，形状由不规则向等轴状转变。
此外，晶界逐渐清晰，有利于提高材料的力学性能。
2. 相结构变化高强β钛合金板材在热处理过程中，相结构也发生明显变化。
β相逐渐向α相转变，同时伴随着其他次生相的析出。
这些次生相的析出对材料的力学性能产生重要影响。
四、高强β钛合金板材的变体析出研究1. 析出相的种类与形态高强β钛合金板材在热处理过程中，析出相的种类和形态对材料的性能具有重要影响。
通过透射电镜观察发现，主要析出相为α相和β相的衍生物。
这些析出相在基体中呈板状、针状或球状分布，对材料的强度和韧性产生重要影响。
2. 析出相的尺寸与分布析出相的尺寸和分布也是影响材料性能的重要因素。
实验发现，随着热处理温度和时间的变化，析出相的尺寸和分布也会发生变化。
适当调整热处理工艺，可优化析出相的尺寸和分布，从而提高材料的综合性能。
五、讨论与结论通过对高强β钛合金板材的组织演变和变体析出行为进行研究，发现其组织演变与热处理温度和时间密切相关。
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钛合金
摘要：我们都知道先进材料钛合金的应用与前沿技术的发展一直是当前材料领域的热点研究课题之一钛合金及钛化合物的优良性能促使人类迫切需要它们。
然而，生产成本之高，使应用受到限制。
我们相信在不久的将来，随着钛的冶炼技术不断改进和提高，钛、钛合金及钛的化合物的应用将会得到更大的发展。
本文介绍了钛合金的发展现状、特性、及其热处理，阐述了钛合金的生产技术及其应用，分析其优势与局限性，并展望发展趋势。
关键字：金属钛，钛合金; 发展状况，性质; 铸造加工性能; 热处理;生产技术，应用; 研究前景
钛和钛合金的发展过程：钛是英国化学家格雷戈在1791年研究钛铁矿和金红石时发现的,格雷戈尔和克拉普罗特当时所发现的钛是粉末状的二氧化钛，而不是金属钛。
因为钛的氧化物极其稳定，而且金属钛能与氧、氮、氢、碳等直接激烈地化合，所以单质钛很难制取。
直到1910年才被美国化学家亨特第一次制得纯度达99.9%的金属钛。
钛合金的分类：①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。
其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。
②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。
前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。
③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。
钛合金基本性能： 1.强度高。
钛合金具有很高的强度，其抗拉强度为686—
1176MPa，而密度仅为钢的60%左右，所以比强度很高。
2.硬度较高。
钛合金(退火态)的硬度HRC为32—38。
3.弹性模量低。
钛合金(退火态)的弹性模量为1.078×10－1.176×10MPa，约为钢和不锈钢的一半。
4.高温和低温性能优良。
在高温下，钛合金仍能保持良好的机械性能，其耐热性远高于铝合金，且工作温度范围较宽，目前新型耐热钛合金的工作温度可达550—600℃；在低温下，钛合金的强度反而比在常温时增加，且具有良好的
韧性，低温钛合金在－253℃时还能保持良好的韧性。
5.钛的抗腐蚀性强。
钛在550℃以下的空气中，表面会迅速形成薄而致密的氧化钛膜，故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及强碱中，其耐蚀性优于大多数不锈钢。
6化学活性大：钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。
含碳量大于0.2％时，会在钛合金中形成硬质TiC；温度较高时，与N作用也会形成TiN硬质表层；在600℃以上时，钛吸收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量上升，也会形成脆化层。
吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1～0.15 mm，硬化程度为20％～30％。
钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象。
钛和钛合金加工性能：
1.切削加工性能：钛合金强度高、硬度大，所以要求加工设备功率大，模具、刀具应有较高的强度和硬度。
切削加工时，切屑与前刀面接触面积小，刀尖应力大。
由于钛合金弹性模量低，切削加工时工件回弹大，容易造成刀具后刀面磨损
的加剧和工件变形；钛合金高温时化学活性很高，容易与空气中的氢、氧等气体杂质发生化学反应，生成硬化层，同时进一步加剧了刀具的磨损；钛合金切削加工中，工件材料极易与刀具表面粘结，加上很高的切削温度，所以刀具易于产生扩散磨损和粘结磨损。
2.磨削加工性能：钛合金化学性质活泼、在高温下易与磨料亲和并粘附，堵塞砂轮，导致砂轮磨损加剧，磨削性能降低，磨削精度不易保证，。
钛合金强度高、韧性大，使磨削时磨屑不易分离、磨削力增大、磨削功耗相应增加。
钛合金热导率低、比热小、磨削时热传导慢，致使热量积聚在磨削弧区，造成磨削区温度急剧升高。
3.锻压加工性能：钛合金对锻造工艺参数非常敏感，锻造温度、变形量、变形及冷却速度的改变都会引起钛合金组织性能的变化。
钛合金的变形抗力随变形速度的增加提高较快，锻造温度对钛合金变形抗力影响更大，因此常规锻造必须在锻模内冷却最少的情况下完成。
间隙元素(如O、N、C)的含量对钛合金的锻造性也有显著影响。
钛合金的热处理
常用的热处理方法有退火、固溶和时效处理。
退火是为了消除内应力、提高塑性和组织稳定性，以获得较好的综合性能。
钛合金的热处理工艺可以归纳为：
（1）消除应力退火：目的是为消除或减少加工过程中产生的残余应力。
防止在一些腐蚀环境中的化学侵蚀和减少变形。
（2）完全退火：目的是为了获得好的韧性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和组织的稳定性。
（3）固溶处理和时效：目的是为了提高其强度，α钛合金和稳定的β钛合金不能进行强化热处理，在生产中只进行退火。
α+β钛合金和含有少量α相的亚稳β钛合金可以通过固溶处理和时效使合金进一步强化。
此外，为了满足工件的特殊要求，工业上还采用双重退火、等温退火、β热处理、形变热处理等金属热处理工艺。
钛合金的应用
1、在航空、航天中的应用
当飞机、导弹、火箭高速飞行时，其发动机和表面温度相当高，铝合金已不能胜任，这时采用钛合金是十分合适的。
正是由于钛及其合金具有强度大、重量轻、耐热性强的综合优良性能，在飞机制造中用它来代替其它金属时，不仅可以延长飞机使用寿命，而且可以减轻其重量，从而大大提高其飞行性能。
所以，钛是航空工业和宇宙工业中最有前途的结构材料之一。
钛及其合金在航空工业中主要用于制造飞机发动机和机身。
钛及其合金还具有良好的耐低温性能，即使在-250℃的超低温下，仍具较高的冲击强度，可耐高压抗震动。
因此，钛及其合金在火箭、导弹和宇宙飞船上不仅用于制造发动机外壳和结。
2、在化工工业中的应用
在化工生产中，用钛代替不锈钢、镍基合金和其它稀有金属作为耐腐蚀材料,这对增加产量，提高产品质量，延长设备使用寿命、减少消耗、降低能耗、降低成本、防止污染、改善劳动条件和提高生产率等方面都有十分重要的意义。
主要应用方面：（1）氯碱工业：目前氯碱工业中广泛采用钛来制造金属阳
极电解槽、离子膜电解槽、湿氯冷却器、精制盐水预热器、脱氯塔、氯气冷却洗涤塔等。
（2）纯碱工业
纯碱是最基本的化工原料之一，在生产纯碱设备方面，钛合金的应用提高生产效率和质量。
5、在医药行业中的应用
钛作为一种新兴的材料，在我国的制药工业、医疗器械、人体植入物等领域的开发、使用不过近二十年的历史，却获得了极大的成功，并缩短了我国与世界先进国家的差距。
钛和钛合金发展研究方向:
（1）高温钛合金。
高纯度、高致密性钛合金
（2）钛铝化合物为基的钛合金。
高温性能好、抗氧化能力强、抗蠕变性能好和重量轻
（3）高强高韧β型钛合金。
具有良好的冷热加工性能，易锻造，机械性能、良好的环境抗力及强度与断裂韧性的很好配合。
（４）阻燃钛合金。
具有相当好的热变形工艺性能
（5）医用钛合金：钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性，是非常理想的医用金属材料，可用作植人人体的植人物等。
［参考文献］
［1］张喜燕、赵永庆、白晨光：《钛合金及应用》，化学工业出版社2005年版。
［2］任敬心、康仁科：《难加工材料的磨削》，国防工业出版社1999年版。
［3］杨冠军：《钛合金研究和加工技术的新进展》，《钛工业进展》2001年。
[4]金红. 民用钛合金的发展前景和方向[ J]. 钛工业进展, 1998, ( 4): 6- 7.113。