钛是1950 年代开发的重要结构金属。钛合金因其比强度高、耐蚀性好、耐热性高而被广泛应用于各个领域。世界上许多国家已经认识到钛合金材料的重要性，对其进行了研究和开发，并得到了实际应用。钛是元素周期表中的IVB元素。它看起来像钢，熔点为1672℃。它是一种难熔金属。钛在地壳中含量丰富，远高于铜、锌、锡、铅等常见金属。我国钛资源极其丰富。仅在四川攀枝花发现的超大型钒钛磁铁矿中，伴生钛金属储量约4.2亿吨，接近国外已探明的钛总储量。钛合金可分为耐热合金、高强度合金、耐腐蚀合金（钛钼、钛钯合金等）、低温合金和特殊功能合金（钛铁储氢材料）和钛镍记忆合金）等。
钛及其合金具有比强度高、抗氧化、耐氯离子腐蚀、生物相容性好等优点。应用于航空航天、海洋工程、游艇制造、岛礁建设、海水淡化、医疗器械等行业，应用广泛
国标牌号:TA1、TA2、TA3、TA7、TA9、TA10、TC4、TC4ELI、TC6、TC9、TC10、TC11
美标牌号:GR1、GR2、GR3、GR5、GR7、GR12
TA1是一种α结构钛合金，具有优良的冲压性能和焊接性能，以及良好的机械加工性能。常用于制造低于 350°C 的零件和受力小，可加工各种形状复杂的冲压成型件。由于TA1钛合金常温成型时回弹较严重，成型稳定性差，成型件尺寸精度较低。因此，在生产中经常采用“板材成型+焊接+热校准”。高精度制造的“形”工艺
TA1 钛合金薄板质量轻、耐腐蚀，并且具有良好的力学性能，除了在航空航天、医疗等传统领域应用广泛，近些年还涉及到高端橱柜等，比如抑菌水槽和婴儿碗等。
TA1 含钛Ti：1.0~2.5，铝Al： 0.7~2.0，锰Mn：0.30，铁Fe：0.08，碳C：0.05，氮N：0.012，氢H：0.15，氧O：0.10，其他元素单一总和余：0.40
TA2 钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.25。
TA4抗拉强度比工业纯钛稍高，可做中等强度范围的结构材料。国内主要用作焊丝。
TA4钛(Ti) 余量，铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.08,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,铝(Al）5.5～6.75，钒（V）3.5~4.5
TC4 钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.1,碳(C)≤0.03,氮(N)≤0.01,氢(H)≤0.01,氧(O)≤0.20，铝（Al）5.6～6.19，V 4.18 。
钛在钢坯加热、锻造、热轧等生产过程中会产生氧化皮和一定厚度的富氧层。富氧层是由氧原子在高温气氛中扩散和固溶形成的。一般来说，富氧层破坏塑性和韧性。因此，在热轧板“喷丸+酸洗”过程中，需要去除表面氧化皮和富氧层。然而，去除富氧层会导致产率下降。由于钛具有表面硬度低、耐磨性差等缺点，限制了其在摩擦环境中的应用。需要表面硬化技术。提高耐磨性的技术。氧作为α相的稳定元素，是重要的间隙固溶强化元素，具有很高的固溶度，在金属表面附近形成一定厚度的富氧硬化层。对于一些耐磨性要求高、塑性韧性要求不高的零件，可以保留富氧层，以增加零件的耐磨性。 TA1为α单相结构，TC4为α+β两相结构。两种结构的差异会影响氧化皮的成分和富氧层的厚度。
(1)TC4疏松多孔的氧化皮结构促进氧传质，加速氧化，不仅使TC4氧化皮粗糙，而且使TC4氧化皮明显厚于TA1氧化皮。
(2)TA1和TC4的富氧层厚度分别为5 μm和60 μm。TC4氧化皮的多孔结构促使TC4产生比TA1更厚的富氧层。
(3)硬化层厚度与富氧层厚度基本一致，说明富氧层中氧原子间隙的固溶强化作用促进了硬化层的生成。
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/立方厘米，熔点为1725℃，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。
主要分类
α钛合金
它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。
α合金含有一定量的稳定α相的元素，主要由处于平衡状态的α相组成。阿尔法合金比重小，热强度好，焊接性好，耐腐蚀性能优良。缺点是常温强度低，通常用作耐热、耐腐蚀材料。 α合金一般可分为全α合金（TA7）、近α合金（Ti-8Al-1Mo-1V）和含有少量化合物的α合金（Ti-2.5Cu）。
β钛合金
它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666 MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。
β合金中含有大量稳定β相的元素，可使高温β相全部保持在室温。 β合金一般可分为可热处理β合金（亚稳态β合金和近亚稳态β合金）和热稳定β合金。可热处理β合金在淬火状态下具有优良的塑性，时效处理后抗拉强度可达130~140kgf/mm2。 β合金一般用作高强度高韧性材料。缺点是比重高、成本高、焊接性能差、切割困难。
α+β钛合金
它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50%～100%；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。
(α+β)合金中含有一定量的稳定的α相和β相元素，合金组织在平衡状态下为α相和β相。 (α+β)合金具有中等强度，可通过热处理强化，但焊接性能较差。 (α+β)合金应用广泛，Ti-6Al-4V合金的产量占所有钛材料的一半以上。
三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金；α钛合金的切削加工性最好，α+β钛合金次之，β钛合金最差。α钛合金代号为TA，β钛合金代号为TB，α+β钛合金代号为TC。
钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金（钛-钼，钛-钯合金等）、低温合金以及特殊功能合金（钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金）等。典型合金的成分和性能见表。
热处理 钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织。一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度；针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性；等轴和针状混合组织具有较好的综合性能。
钛棒生产状态：
热加工状态（R）
冷加工状态（Y）
退火状态 (M)
固溶态 (ST)
钛棒制造工艺：
热锻-热轧-车灯（抛光）
钛棒执行标准
国家标准：GB/T2965-2007、GB/T13810、Q/BS5331-91
美标：ASTM B348、ASTM F136、ASTM F67、AMS4928
参考标准
1：GB 228金属拉伸试验方法
2：GB/T 3620.1 钛及钛合金牌号及化学成分
3：GB/T3620.2钛及钛合金加工品化学成分及允许偏差
4：GB 4698海绵钛、钛及钛合金化学分析方法
二、技术要求
1：钛及钛合金棒材的化学成分应符合GB/T 3620.1的要求。需要重复检验时，其化学成分允许偏差应符合GB/T 3620.2的要求。
2：热加工棒材的直径或边长及其允许偏差应符合表1的要求。
3：经过热加工、车（磨）棒和冷轧后，冷拔棒材直径的允许偏差应符合表2的要求。
4：热加工后车削（抛光）棒材的不圆度应不大于其尺寸公差的一半。
5：加工棒材不定长为300-6000mm，退火棒材不定长为300-2000mm，定长或双倍长度应在不定长范围内。定长允许偏差为+20mm；双尺的长度也包括在钢筋的切割量中，每切割量为5mm。定长或双尺长度应在合同中注明。
医用钛棒
规格：轧制￠8.0---40mm×L；锻件￠40---150mm×L
金相组织：纯钛晶粒度不小于5级，TC4钛合金符合A1-A9。
表面：黑皮面、汽车抛光面、抛光面（H11、H9、H8）
医用钛棒性能（参照执行标准：GB/T13810-2007、ASTM F67/F136）。
医用钛棒力学性能按国家标准GB/T13810-2007执行；如需看美标ASTM F67/F136医用钛棒产品，请看纯钛棒ASTM F67、钛合金棒ASTM F136
钛板有两种执行标准。国家标准为GB/T3621-2007、GB/T13810-2007，
美国标准为ASTM B265、ASTM F136、ASTM F67、AMS4928。
参考标准
1：GB 228金属拉伸试验方法
2：GB/T 3620.1 钛及钛合金牌号及化学成分
3：GB/T3620.2钛及钛合金加工品化学成分及允许偏差
4：GB 4698海绵钛、钛及铁合金化学分析方法
钛板锻造工艺
热锻是在金属再结晶温度以上进行的锻造工艺。
热轧是在高于再结晶温度的温度下进行的轧制过程。
冷轧 塑性变形温度低于恢复温度的轧制过程。
退火：将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适当的速度冷却（通常是缓慢冷却，有时是受控冷却）的金属热处理工艺。
酸洗：将零件浸入硫酸等水溶液中，以去除金属表面的氧化物和其他薄膜。是电镀、搪瓷、滚压等的前处理或中间处理。
钛板的特性
1、钛种板是表面氧化膜，相当于一种良好的耐用耐磨脱毛剂，使用钛种板节省了分离剂，使板易于剥离，省去了前处理工序的种子盘。钛晶种板比铜晶种板轻一半。
2、钛种板的使用寿命是铜种板的3倍以上，根据使用条件可达10～20年。
3、钛种板制成的电解铜晶体结构致密，表面光滑，质量优良。
4、由于钛种板不需要涂分离剂，可以避免铜电解液的污染。
5、提高电解铜产能，降低生产成本，从而获得更好的经济效益。
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