鈦在地殼中的儲量非常豐富,它僅次于鐵、鋁、鎂,居第四位,比常用金屬銅、鎳、鉛、鋅的總和還多十幾倍。工業(yè)上用來生產(chǎn)鈦的礦石有金紅石、白鈦礦、鈣鈦礦、鈦鐵礦等。鈦合金板中的鈦在自然環(huán)境中極易在表面與氧形成一層堅固的氧化物薄膜,使其在氧化性酸、堿、鹽介質(zhì),特別是在濕氯氣和海水中,具有優(yōu)異的抗腐蝕性能,氧化膜的厚薄不同,可變幻出不同的色彩。。
鈦合金是以鈦為基礎(chǔ)加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質(zhì)異晶體:882℃以下為密排六方結(jié)構(gòu)α鈦,882℃以上為體心立方的β鈦。合金元素根據(jù)它們對相變溫度的影響可分為三類:
①穩(wěn)定α相、提高相轉(zhuǎn)變溫度的元素為α穩(wěn)定元素,有鋁、碳、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、增加彈性模量有明顯效果。
②穩(wěn)定β相、降低相變溫度的元素為β穩(wěn)定元素,又可分同晶型和共析型二種。 應(yīng)用了鈦合金的產(chǎn)品前者有鉬、鈮、釩等;后者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。
?、蹖ο嘧儨囟扔绊懖淮蟮脑貫橹行栽?,有鋯、錫等。氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質(zhì)。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對鈦合金有顯著強化效果,但卻使塑性下降。
通常規(guī)定鈦中氧和氮的含量分別在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過多的氫會產(chǎn)生氫化物,使合金變脆。通常鈦合金板中氫含量控制在 0.015%以下。氫在鈦中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。