鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金.鈦有兩種同質異晶體；鈦是同索異構體，熔點為1720°C在低于882°C時呈密排六方晶體格結構，稱為a鈦；在882°C以上呈體心立方品格結構，稱為B鈦，利用鈦的上述兩種結構的不同特點，添加適當的合金元素，使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金（itaniumalloys）。

鈦合金—合金元素

鈦合金元素根據它們對相變溫度的影響可分為三類：

①穩定a相，提高相轉變溫度的元素為a穩定元素，有鋁、鎂、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素，它對提高合金的常溫和高溫強度，降低比重、增加彈性摸量有明顯效果。

②穩定B相、降低相變溫度的元素為B穩定元素。又可分同晶型和共析型二種，前者有鉬、鈮、釩等：后者有鉻、錳、銅、硅等。

③對相變溫度影響不大的元素為中性元素，有鋯、錫等。

鈦合金—分類

a鈦合金

它是a相固熔體組成的單相合金，不論是在一般溫度下還是在較高的實際應用溫度下，均是a相，組織穩定，耐磨性高于純鈦，抗氧化能力強，在500°C~600°C的溫度下，仍保持其強度和抗蠕變性能，但不能進行熱處理強化，室溫強度不高。

B鈦合金

它是B相固熔體組成的單相合金，未熱處理卻具有較高的強度，淬火、時效后合金得到進一步強化，室溫強度可達1372~1666MPa；但熱穩定性較差，不宜在高溫下使用。

a＋B鈦合金

它是雙相合金，具有良好的綜合性能，組織穩定性好，有良好的韌性、塑性和高溫變形性能能較好的進行熱壓力加工，能進行淬火、時效使合金強化。熱處理后的強度約比退火狀態提高50%~....；高溫強度高，可在400°C~500°C的溫度下長期工作。其熱穩定性次于a鈦合金。

三種鈦合金中.常用的是a鈦合金和a＋B鈦合金；a鈦合金的切割加工件.好，a＋B鈦合金次之，B鈦合金.差。a鈦合金代號為TA，B鈦合金代號為TB，a＋B鈦合金代號為TC。鈦合金按照用途可分為耐熱合金、高強合金、耐蝕合金（鈦-鉬，鈦-鈀合金等）、低溫合金以及特殊功能合金（鈦-鐵貯氫材料和鈦-鎳記憶合金）等。典型合金的成分和性能。

熱處理鈦合金通過調整熱處理工藝可以獲得不同的相組成和組織。一般認為細小等軸組織具有較好的塑性、熱穩定性和疲勞強度；針狀組織具有較高的持久強度、蠕變強度和斷裂韌性；等軸和針狀混合組織具有較好的綜合性能。

鈦合金—性能

鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含的碳、氫、氧等雜質有關，.純的碘化鈦雜質含量不超過0.1%，但其強度低、塑性高。99.5%工業純鈦的性能為：密度P=4.5g/cm3，熔點為1800°C，導熱系數λ=15.24W/(M.K),抗拉強度σ b=539MPa，伸長率:δ =25%，斷面收縮率ψ=25%，彈性摸量E=1.078×105MPa，硬度HB195。

比強度高

鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右，僅為鋼的60%，純鈦的強度接近普通鋼的強度，一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度，因此鈦合金的比強度（強度/密度）遠大于其他金屬結構材料，可制出單位強度高、韌性好、質輕的零、部件、在飛機發動機結構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。

熱強度高

使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強度，可在450-500°C的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150°C-500°C范圍內仍有很高的比強度，而鋁合金在150°C時比強度明顯下降，鈦合金的工作溫度可達500°C，鋁合金則在200°C以下。

抗蝕性好

鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作，其他抗蝕性遠優于不銹鋼；對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強，對堿，氯化物，氯的有機物品，硝酸，硫酸等有優良的抗腐蝕能力，但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。

低溫性好

鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學性能，低溫性能好，間隙元素極低的鈦合金，如TA7，在－253°C下還能保持一定的塑性，因此，鈦合金業是一種重要的低溫結構材料。

化學活性大

鈦的化學活性大，與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產生強烈的化學反應。含碳量大于0.2%時，會在鈦合金中形成硬質TiC；溫度較高時，與N作用會形成TiN硬質表層；

在600°C以上時，鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層；氫含量上升，也會形成脆化層。吸收氣體而產生的硬脆表層深度可達0.1-0.15mm，硬化程度為20%·30%。鈦的化學親和性也大，易與摩擦表面產生的黏附現象。

導熱系數小、彈性摸量小

鈦的導熱系數λ=15.2W/（M,K)約為鎳的1/4，鐵的5/1，鋁的1/14，而各種鈦合金的導熱系數比鈦的導熱系數約下降50%，鈦合金的彈性摸量約為鋼的1/2，故其剛性差、易變形，不宜制作細長桿和薄壁件，切割時加工表面的回彈量大，約為不銹鋼的2·3倍，造成刀具后刀面的劇烈摩擦、黏附、粘結磨損。

鈦合金具有強度高而密度小，機械性能好，韌性和抗蝕性能很好。另外，鈦合金的工藝性能差，切削加工困難，在加熱工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質。還是抗磨性差，生產工藝復雜，鈦的工業生產是1948年開始的，航空工業發展的需要，使鈦行業以平均每年約8%的增長速度發展。世界鈦合金加工材料產量已達4萬余噸，鈦合..號近30種。使用.廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V（TC4），Ti-5Al-2.55n（TA7)和工業純鈦（TA1、TA2和TA3）

鈦合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。60年代中期，鈦及其合金已在一般工業種應用，用于制作電解工業的電極，發電站的冷凝器石油精煉和海水淡化的加熱器以及環保污染控制控制裝置等，鈦及其合金已成為一種耐蝕結構材料。此外還用于生產貯氫材料和形狀記憶合金等。中國于1956年開始鈦和鈦合金研究；60年代中期開始鈦材的工業化生產并研制成TB2合金。