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钛合金是以钛为基础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。
钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金（titanium alloys）。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。中国分别以TA、TC、TB表示。
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172 矽钛合金耐磨地坪
5℃，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。
钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度才接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金
钛合号 钛合金主要特性 钛合金用途
TA1、TA2、TA3 与化学纯钛比，杂质较多，实际上是一种低含量的钛合金，其力学性能与化学性能与不锈钢相似。故其特点是强度不高（与钛合金相比），塑性很好，易于加工成形，冲压、焊接、可切削加工成型性良好；在大气、海水、氧化性气氛、中性，弱还原性气氛中具有良好耐蚀性；抗氧化性能优于多数奥氏体不锈钢，但耐热性较低 主要用于工作温度在350℃以下，受力不大但要求高塑性的冲压件和耐腐蚀的结构件，如飞机的骨架、蒙皮；船舶用耐海水腐蚀的管道、阀门、泵及水翼；化工上的热交换器，泵体、蒸馏塔、冷却器、离子泵、压缩机气阀等，工业上一般是要求较高成型性采用TA1，要求较高耐磨性及强度时采用TA3。而平常应用最广泛的是TA2
TA4 这类合金一般呈单相α状态，不能热处理强化，只能靠固溶强化，室温强度虽低，但高温（500～600℃）下的强度和蠕变极限是最高的。且组织稳定，抗氧化性和焊接性能好，耐蚀性和切削加工性也较好，室温冲压性能差 抗拉强度比工业纯钛高，可作中等强度的结构材料，国内主要作焊丝
TA5、TA6 用于400℃以下在腐蚀介质中工作的零件及焊接件，如飞机的骨架、蒙皮、压气机的壳体、叶片，船舶上的一些零件
TA7 500℃以下长期工作的结构件和各种模锻件，短时使用可达900℃，亦可用超低温部件（253℃），如超低温容器等
TA8 用于在500℃以下长期工作的零件，如发动机压气机盘及叶片。但使用上受到一定限制
TB2 由于加入钼、铬、钒等稳定β相的元素，可用热处理方法稳定于β相到室温。由于可热处理强化，有较高的强度。但性能不够稳定，熔炼工艺复杂，故应用不如α型和α+β型钛合金广泛 用于在350℃以下工作的零件如板冲压件和焊接件，如压气机叶片、、轴类等重载荷旋转件以及飞机的构件等