一、工业纯钛

纯钛是灰白色金属，密度小（4.507 g/cm3），熔点高（1688℃），在882.5℃发生同素异构转变a-Ti⇌b-Ti。b-Ti存在于882.5℃以上，具有体心立方晶格，a-Ti存在于882.5℃以下，具有密排六方晶格。纯钛的强度低，比强度高，塑性、低温韧性和耐蚀性好，具有良好的加工工艺性能，切削加工性能与不锈钢接近。纯钛的性能受杂质影响很大，少量杂质即可显著提高其强度。纯钛主要用于350℃以下工作、强度要求不高的零件，如石油化工用的热交换器、反应器，海水净化装置及舰船零部件。

二、钛合金

纯钛加入合金元素形成钛合金。根据合金元素对钛同素异构转变的影响，可将其分为三类。第一类是a相稳定元素，这类元素能使钛的同素异构转变温度升高，形成a固溶体，如Al、C、N、B等；第二类是b相稳定元素，能使钛的同素异构转变温度降低，形成b固溶体，如Fe、Mo、Mg、Cr、Mn、V等；第三类是中性元素，对同素异构转变温度无显著影响，如Sn、Zr等。几乎所有钛合金中都含有铝，因为铝能提高钛合金的强度、比强度和再结晶温度。

按退火组织，钛合金可分为a型钛合金、b型钛合金和a+b型钛合金三类，它们的牌号分别用TA、TB、TC加顺序号表示，如TA5、TB2、TC4等，其中TA0~TA3为工业纯钛。常用钛合金的牌号、化学成分和力学性能列于表8-7。

1、a型钛合金  主加元素为铝，还有锡、硼等。这类合金不能热处理强化，通常在退火状态下使用，组织为单相a固溶体。a型钛合金的强度低于其他两类钛合金，但高温强度、低温韧性及耐蚀性优越。常用牌号有TA5、TA7等，以TA7最常用，主要用于制造500℃以下工作的零件，如飞机压气机叶片、导弹的燃料罐、超音速飞机的蜗轮机匣及飞船上的高压低温容器等。

2、b型钛合金  加入的合金元素有钼、铬、钒、铝等。经淬火加时效处理后，组织为b相基体上分布着细小的a相粒子。这类合金强度高，但冶炼工艺复杂，应用受到限制。b型钛合金有TB2、TB3、TB4三个牌号，主要用于350℃以下工作的结构件和紧固件，如飞机压气机叶片、轴、弹簧、轮盘等。

3、a+b型钛合金  加入的合金元素有铝、钒、 钼 铬等。

这类合金可进行热处理强化，兼具a型钛合金和b型钛合金的优点，

强度高，塑性好，具有良好的热强性、耐蚀性和低温韧性。

a+b型钛合金共有九个牌号，其中以TC4应用最广、用量最大，

其经过淬火加时效处理后，组织为a+b+时效析出的针状a相（图8-6），
  主要用于制造400℃以下工作的飞机压气机叶片、火箭发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料箱部件及舰船耐压壳体等。

                                          图8-6 Ti-6Al-4V合金的失效组织（SEM）