鈦是一種金屬化學(xué)元素，是一種銀白色的過渡金屬，其特征為重量輕、強(qiáng)度高、具金屬光澤，耐濕氯氣腐蝕。但鈦不能應(yīng)用于干氯氣中，即使是溫度0℃以下的干氯氣，也會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，生成四氯化鈦，再分解生成二氯化鈦，甚至燃燒。只有當(dāng)氯氣中的含水量高于0.5%的時(shí)候，鈦在其中才能保持可靠的穩(wěn)定性。
鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右，僅為鋼的60%，純鈦的強(qiáng)度才接近普通鋼的強(qiáng)度，一些高強(qiáng)度鈦合金超過了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度。因此鈦合金的比強(qiáng)度(強(qiáng)度/密度)遠(yuǎn)大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料，可制出單位強(qiáng)度高、剛性好、質(zhì)輕的零部件。目前飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。
鈦合金是一種新型結(jié)構(gòu)材料，它具有優(yōu)異的綜合性能，如密度小(4.5gcm-3)，比強(qiáng)度和比斷裂韌性高，疲勞強(qiáng)度和抗裂紋擴(kuò)展能力好，低溫韌性良好，抗蝕性能優(yōu)異，某些鈦合金的最高工作溫度為550/C，預(yù)期可達(dá)700/C。
因此它在航空、航天、化工、造船等工業(yè)部門獲得日益廣泛的應(yīng)用，發(fā)展迅速。
中國鈦資源總量9.65億噸，占世界探明儲(chǔ)量的38.85%，主要集中在四川、云南、廣東、廣西及海南等地，其中攀西(攀枝花西昌)地區(qū)是較大的鈦資源基地，鈦資源量為8.7億噸。
鈦元素都有哪些性質(zhì)特點(diǎn)呢?
(1)金屬鈦的密度為4.51g/cm3，高于鋁而低于鋼、銅、鎳。鈦的熔點(diǎn)1660±10℃。沸點(diǎn)3287℃。化合價(jià)+2、+3和+4。有良好的抗腐蝕性能，不受大氣和海水的影響。
(2)鈦的活潑性大，不僅在溶化狀態(tài)下，即使在400℃以上的固相態(tài)，也極易被水分、空氣、油脂及氧化物等污染，吸收氧、氮、氫、碳等，使焊接接頭塑性和韌性下降，并引起氣孔、裂紋。鐵污染對(duì)鈦的危害主要是導(dǎo)致焊接、加熱時(shí)形成脆性鈦鐵化合物的相使焊縫的力學(xué)性能、耐腐蝕性能下降;在腐蝕介質(zhì)的作用下表面鐵微粒引發(fā)點(diǎn)蝕、和氫脆等。
(3)鈦的線膨脹系數(shù)約為碳鋼的2/3，相當(dāng)于不銹鋼的50%。鈦的導(dǎo)熱系數(shù)比碳鋼小4.5倍，比不銹鋼低。
(4)鈦具有明顯的回彈性，其回彈力是不銹鋼的冷成型時(shí)的2~3倍。和不銹鋼一樣容易發(fā)生粘連。鈦的拉升強(qiáng)度隨著溫度的升高而降低。當(dāng)溫度達(dá)到250度時(shí)其抗拉強(qiáng)度只有室溫的50%。
(5)金屬鈦粉塵具有爆炸性，遇熱、明火或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)會(huì)燃燒爆炸。其粉體化學(xué)活性很高，在空氣中能自燃。金屬鈦不僅能在空氣中燃燒，也能在二氧化碳或氮?dú)庵腥紵８邷貢r(shí)易與鹵素、氧、硫、氮化合。鈦燃燒時(shí)采用干粉、干砂滅火。嚴(yán)禁用水、泡沫、二氧化碳撲救。高熱或劇烈燃燒時(shí)，用水撲救可能會(huì)引起爆炸。
(6)工業(yè)純鈦的塑性與溫度有著特殊的關(guān)系，室溫至200℃時(shí)，鈦的相對(duì)延伸率增加，再繼續(xù)升溫則開始下降。在450~500時(shí)相對(duì)延伸率達(dá)到z小值隨后又明顯上升。因此使用溫度不超過350℃。
鈦有許多明顯優(yōu)越的特性：密度小(4.5kg/m3)、熔點(diǎn)高(1660℃)、耐腐蝕性強(qiáng)、比強(qiáng)度高、塑性好，還可以通過合金化及熱處理的辦法制造出力學(xué)性能高的各種合金是較為理想的航天工程結(jié)構(gòu)材料。含一定量的氧、氮、碳、硅、鐵及其他元素雜質(zhì)的α相鈦。具有優(yōu)良的沖壓工藝性能，好的焊接性能，對(duì)熱處理及組織類型不敏感，在令人滿意的塑性條件下具有一定的強(qiáng)度。
工業(yè)純鈦是按照雜質(zhì)元素的含量劃分等級(jí)的。它的強(qiáng)度主要取決于間隙元素氧、氮的含量。它在海水中具有高的抗腐蝕性能，但在無機(jī)酸中較差。一般用于制造在-253～350℃溫度下工作的、受力不大的各種板材零件或鍛件，也可制造鉚釘線材和管材。
鈦材反應(yīng)釜是鈦元素的一個(gè)常見應(yīng)用，耐腐蝕性強(qiáng)，受到很多客戶的歡迎。 |
