钛班班级级：：力力建建学学院院工工力力1111——三三班班 姓姓名名：： 学学号号：：原原子子结结构构钛钛位位于于元元素素周周期期表表中中ⅣⅣB B 族族，，原原子子序序数数为为2222，，原原子子核核由由2222个个质质子子和和2200--3322个个中中子子组组成成，，核核外外电电子子结结构构排排列列为为11S S 22 22S S 22 22P P 66 33S S 22 33P P 66 33D D 22 44S S 22。

原原子子核核半半径径55x x 1100--1133厘厘米米物物理理性性质质钛钛的的密密度度为为44..550066--44..551166克克//立立方方厘厘米米（（2200℃℃）），，比比强强度度位位于于金金属属之之首首，，是是不不锈锈钢钢的的33倍倍，，是是铝铝合合金金的的11..33倍倍。

熔熔点点11666688±±44℃℃，，熔熔化化潜潜热热33..77--55..00千千卡卡//克克原原子子，，沸沸点点33226600±±2200℃℃，，汽汽化化潜潜热热110022..55--111122..55千千卡卡//克克原原子子，，临临界界温温度度44335500℃℃，，临临界界压压力力11113300大大气气压压。

钛钛的的导导热热性性和和导导电电性性能能较较差差，，近近似似或或略略低低于于不不锈锈钢钢，，钛钛具具有有超超导导性性，，纯纯钛钛的的超超导导临临界界温温度度为为 00..3388--00..44K K 。

金金属属钛钛是是顺顺磁磁性性物物质质，，导导磁磁率率为为11..0000000044。

钛钛具具有有可可塑塑性性，，高高纯纯钛钛的的延延伸伸率率可可达达5500--6600%%，，断断面面收收缩缩率率可可达达7700--8800%%，，但但强强度度低低，，不不宜宜作作结结构构材材料料。

钛钛作作为为结结构构材材料料所所具具有有的的良良好好机机械械性性能能，，就就是是通通过过严严格格控控制制其其中中适适当当的的杂杂质质含含量量和和添添加加合合金金元元素素而而达达到到的的。

化化学学性性质质钛钛在在较较高高的的温温度度下下，，可可与与许许多多元元素素和和化化合合物物发发生生反反应应。

各各种种元元素素，，按按其其与与钛钛发发生生不不同同反反应应可可分分为为四四类类：：第第一一类类：：卤卤素素和和氧氧族族元元素素与与钛钛生生成成共共价价键键与与离离子子键键化化合合物物；；第第二二类类：：过过渡渡元元素素、、氢氢、、铍铍、、硼硼族族、、碳碳族族和和氮氮族族元元素素与与钛钛生生成成金金属属间间化化物物和和有有限限固固溶溶体体；； 第第三三类类：：锆锆、、铪铪、、钒钒族族、、铬铬族族、、钪钪元元素素与与钛钛生生成成无无限限固固溶溶体体；；第第四四类类：：惰惰性性气气体体、、碱碱金金属属、、碱碱土土金金属属、、稀稀土土元元素素（（除除钪钪外外）），，锕锕、、钍钍等等不不与与钛钛发发生生反反应应或或基基本本上上不不发发生生反反应应。

常常温温下下钛钛与与氧氧气气化化合合生生成成一一层层极极薄薄致致密密的的氧氧化化膜膜，，这这层层氧氧化化膜膜常常温温下下不不与与绝绝大大多多数数强强酸酸、、强强碱碱反反应应，，包包括括酸酸中中之之王王————王王水水。

它它只只与与氢氢氟氟酸酸、、热热的的浓浓盐盐酸酸、、浓浓硫硫酸酸反反应应，，因因此此钛钛体体现现了了抗抗腐腐蚀蚀性性。

十十大大性性能能密密度度小小，，比比强强度度高高金金属属钛钛的的密密度度为为44..5511g g //c c m m 33,,高高于于铝铝而而低低于于钢钢、、铜铜、、镍镍，，但但比比强强度度位位于于金金属属之之首首。

耐耐腐腐蚀蚀性性能能钛钛是是一一种种非非常常活活泼泼的的金金属属，，其其平平衡衡电电位位很很低低，，在在介介质质中中的的热热力力学学腐腐蚀蚀倾倾向向大大。

但但实实际际上上钛钛在在许许多多介介质质中中很很稳稳定定，，如如钛钛在在氧氧化化性性、、中中性性和和弱弱还还原原性性等等介介质质中中是是耐耐腐腐蚀蚀的的。

这这是是因因为为钛钛和和氧氧有有很很大大的的亲亲和和力力，，在在空空气气中中或或含含氧氧的的介介质质中中，，钛钛表表面面生生成成一一层层致致密密的的、、附附着着力力强强、、惰惰性性大大的的氧氧化化膜膜，，保保护护了了钛钛基基体体不不被被腐腐蚀蚀。

即即使使由由于于机机械械磨磨损损也也会会很很快快自自愈愈或或重重新新再再生生。

这这表表明明了了钛钛是是具具有有强强烈烈钝钝化化倾倾向向的的金金属属。

介介质质温温度度在在331155℃℃以以下下钛钛的的氧氧化化膜膜始始终终保保持持这这一一特特性性。

为为了了提提高高钛钛的的耐耐蚀蚀性性，，研研究究出出氧氧化化、、电电镀镀、、等等离离子子喷喷涂涂、、离离子子氮氮化化、、离离子子注注入入和和激激光光处处理理等等表表面面处处理理技技术术，，对对钛钛的的氧氧化化膜膜起起到到了了增增强强保保护护性性作作用用，，获获得得了了所所希希望望的的耐耐腐腐蚀蚀效效果果。

针针对对在在硫硫酸酸、、盐盐酸酸、、甲甲胺胺溶溶液液、、高高温温湿湿氯氯气气和和高高温温氯氯化化物物等等生生产产中中对对金金属属材材料料的的需需要要 ，，开开发发出出钛钛--钼钼、、钛钛--钯钯、、钛钛--钼钼--镍镍等等一一系系列列耐耐蚀蚀钛钛合合金金。

钛钛铸铸件件使使用用了了钛钛--3322钼钼合合金金，，对对常常发发生生缝缝隙隙腐腐蚀蚀或或点点蚀蚀的的环环境境使使用用了了钛钛--00..33钼钼--00..88镍镍合合金金或或钛钛设设备备的的局局部部使使用用了了钛钛--00..22钯钯合合金金,,均均获获得得了了很很好好的的使使用用效效果果。

耐耐热热性性能能好好新新型型钛钛合合金金可可在在660000℃℃或或更更高高的的温温度度下下长长期期使使用用。

耐耐低低温温性性能能好好钛钛合合金金T T A A 77（（T T i i --55A A l l --22..55S S n n ）），，T T C C 44((T T i i --66A A l l --44V V ))和和T T i i --22..55Z Z r r --11..55M M o o 等等为为代代表表的的低低温温钛钛合合金金,,其其强强度度随随温温度度的的降降低低而而提提高高，，但但塑塑性性变变化化却却不不大大。

在在--119966--225533℃℃低低温温下下保保持持较较好好的的延延性性及及韧韧性性，，避避免免了了金金属属冷冷脆脆性性，，是是低低温温容容器器，，贮贮箱箱等等设设备备的的理理想想材材料料。

抗抗阻阻尼尼性性能能强强金金属属钛钛受受到到机机械械振振动动、、电电振振动动后后，，与与钢钢、、铜铜金金属属相相比比，，其其自自身身振振动动衰衰减减时时间间最最长长。

利利用用钛钛的的这这一一性性能能可可作作音音叉叉、、医医学学上上的的超超声声粉粉碎碎机机振振动动元元件件和和高高级级音音响响扬扬声声器器的的振振动动薄薄膜膜等等。

无无磁磁性性、、无无毒毒钛钛是是无无磁磁性性金金属属，，在在很很大大的的磁磁场场中中也也不不会会被被磁磁化化，，无无毒毒且且与与人人体体组组织织及及血血液液有有好好的的相相溶溶性性，，所所以以被被医医疗疗界界采采用用。

抗抗拉拉强强度度与与其其屈屈服服强强度度接接近近钛钛的的这这一一性性能能说说明明了了其其屈屈强强比比（（抗抗拉拉强强度度//屈屈服服强强度度））高高，，表表示示了了金金属属钛钛材材料料在在成成形形时时塑塑性性变变形形差差。

由由于于钛钛的的屈屈服服极极限限与与弹弹性性模模量量的的比比值值大大，，使使钛钛成成型型时时的的回回弹弹能能力力大大。

换换热热性性能能好好金金属属钛钛的的导导热热系系数数虽虽然然比比碳碳钢钢和和铜铜低低，，但但由由于于钛钛优优异异的的耐耐腐腐蚀蚀性性能能，，所所以以壁壁厚厚可可以以大大大大减减薄薄，，而而且且表表面面与与蒸蒸汽汽的的换换热热方方式式为为滴滴状状冷冷凝凝，，减减少少了了热热组组，，太太表表面面不不结结垢垢也也可可减减少少热热阻阻，，使使钛钛的的换换热热性性能能显显著著提提高高。

弹弹性性模模量量低低钛钛的的弹弹性性模模量量在在常常温温时时为为110066..44G G M M P P a a ,,为为钢钢的的5577%%。

吸吸气气性性能能钛钛是是一一种种化化学学性性质质非非常常活活泼泼的的金金属属，，在在高高温温下下可可与与许许多多元元素素和和化化合合物物发发生生反反应应。

钛钛吸吸气气主主要要指指高高温温下下与与碳碳、、氢氢、、氮氮、、氧氧发发生生反反应应。

新进展高温钛合金世界上第一个研制成功的高温钛合金是Ti-6Al-4V，使用温度为300-350℃。

随后相继研制出使用温度达400℃的IMI550、BT3-1等合金，以及使用温度为450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。

目前已成功地应用在军用和民用飞机发动机中的新型高温钛合金有.英国的IMI829、IMI834合金；美国的Ti-1100合金；俄罗斯的BT18Y、BT36合金等。

表7为部分国家新型高温钛合金的最高使用温度[26]。

近几年国外把采用快速凝固/粉末冶金技术、纤维或颗粒增强复合材料研制钛合金作为高温钛合金的发展方向，使钛合金的使用温度可提高到650℃以上[1,27,29,31]。

美国麦道公司采用快速凝固/粉末冶金技术戚功地研制出一种高纯度、高致密性钛合金，在760℃下其强度相当于目前室温下使用的钛合金强度。

钛铝化合物为基的钛合金与一般钛合金相比，钛铝化合物为基钠Ti3Al（α2）和TiAl（γ）金属间化合物的最大优点是高温性能好（最高使用温度分别为816和982℃）、抗氧化能力强、抗蠕变性能好和重量轻（密度仅为镍基高温合金的1/2），这些优点使其成为未来航空发动机及飞机结构件最具竞争力的材料。

目前，已有两个Ti3Al为基的钛合金Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo在美国开始批量生产。

最近，TiAl3为基的钛合金开始引起注意，如Ti-65Al-10Ni合金。

高强高韧β型钛合金β型钛合金最早是20世纪50年代中期由美国Crucible公司研制出的B120VCA合金（Ti-13v-11Cr-3Al）。

β型钛合金具有良好的冷热加工性能，易锻造，可轧制、焊接，可通过固溶-时效处理获得较高的机械性能、良好的环境抗力及强度与断裂韧性的很好配合。

新型高强高韧β型钛合金最具代表性的有以下几种[26,30]：Ti1023（Ti-10v-2Fe-#al），该合金与飞机结构件中常用的30CrMnSiA高强度结构钢性能相当，具有优异的锻造性能；Ti153（Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn），该合金冷加工性能比工业纯钛还好，时效后的室温抗拉强度可达1000MPa以上；β21S（Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si），该合金是由美国钛金属公司Timet分部研制的一种新型抗氧化、超高强钛合金，具有良好的抗氧化性能，冷热加工性能优良，可制成厚度为0.064mm 的箔材；日本钢管公司（NKK）研制成功的SP-700（Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe）钛合金，该合金强度高，超塑性延伸率高达2000%，且超塑成形温度比Ti-6Al-4V低140℃，可取代Ti-6Al-4V合金用超塑成型-扩散连接（SPF/DB）技术制造各种航空航天构件；俄罗斯研制出的BT-22（TI-5v-5Mo-1Cr-5Al），其抗拉强度可达1105MPA以上。