鈦是鋼與合金中重要的合金元素,鈦的密度為4.506-4.516克/立方厘米(20℃),高于鋁而低于鐵、銅、鎳。但比強(qiáng)度位于金屬之首。熔點(diǎn)1668±4℃,熔化潛熱3.7-5.0千卡/克原子,沸點(diǎn)3260±20℃,汽化潛熱102.5-112.5千卡/克原子,臨界溫度4350℃,臨界壓力1130大氣壓。鈦的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性能較差,近似或略低于不銹鋼,鈦具有超導(dǎo)性,純鈦的超導(dǎo)臨界溫度為 0.38-0.4K。在25℃時(shí),鈦的熱容為0.126卡/克原子·度,熱焓1149卡/克原子,熵為7.33卡/克原子·度,金屬鈦是順磁性物質(zhì),導(dǎo)磁率為1.00004。 鈦具有可塑性,高純鈦的延伸率可達(dá)50-60%,斷面收縮率可達(dá)70-80%,但強(qiáng)度低,不宜作結(jié)構(gòu)材料。鈦中雜質(zhì)的存在,對(duì)其機(jī)械性能影響極大,特別是間隙雜質(zhì)(氧、氮、碳)可大大提高鈦的強(qiáng)度,顯著降低其塑性。鈦?zhàn)鳛榻Y(jié)構(gòu)材料所具有的良好機(jī)械性能,就是通過嚴(yán)格控制其中適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)含量和添加合金元素而達(dá)到的。
工業(yè)純鈦的特點(diǎn):
?、琶芏刃?,比強(qiáng)度高:鈦密度為4.51g/cm3,約為鋼或鎳合金的一半。比強(qiáng)度高于鋁合金及高合金鋼。
?、茖?dǎo)熱系數(shù)?。衡伒膶?dǎo)熱系數(shù)小,是低碳鋼的五分之一,銅的二十五分之一。
⑶無(wú)磁性,無(wú)毒:鈦是無(wú)磁性金屬,在很大的磁場(chǎng)中不被磁化,無(wú)毒且與人體組織及血液有很好的相容性。
?、瓤棺枘嵝阅軓?qiáng):鈦受到機(jī)械振動(dòng)及電振動(dòng)后,與鋼、銅相比,其自身振動(dòng)衰減時(shí)間最長(zhǎng)。
⑸耐熱性強(qiáng):因熔點(diǎn)高,使得鈦被列為耐高溫金屬。
?、誓偷蜏兀嚎稍诘蜏叵卤3至己玫捻g性及塑性,是低溫容器的理想材料。
⑺吸氣性能高:鈦的化學(xué)性質(zhì)非常活潑,在高溫下容易與碳、氫、氮及氧發(fā)生反應(yīng)。
?、棠透g性佳:在空氣中或含氧的介質(zhì)中,鈦表面生成一層致密的、附著力強(qiáng)、惰性大的氧化膜,保護(hù)鈦基體不被腐蝕
物理性能:
屬第四副族ⅣB族元素,原子序數(shù)為22,原子量為47.9.
有兩種同素異晶體,其轉(zhuǎn)變溫度為882.5℃。 鈦在固態(tài)隨著溫度的改變,其原子排列的晶體結(jié) 構(gòu)要發(fā)生變化(組織轉(zhuǎn)變)。 也就是說(shuō),在882.5℃以下,是密排六方晶體的α-Ti (α相), 在882.5℃以上,是體心立方晶體的β-Ti(β相)。 可見, 882.5℃這個(gè)溫度是純鈦發(fā)生組織轉(zhuǎn)變(α相 β相)的溫度。 因之,將其稱為相變點(diǎn)。 密度為4.5。鈦的彈性模量低,只有鐵的一半。 熔點(diǎn)1668℃,導(dǎo)電性較差(僅為銅的3.1%),導(dǎo)熱系數(shù)較低(鐵的六分之一)和線脹系數(shù)較低(與玻璃的相近)。 鈦無(wú)磁性,在強(qiáng)磁場(chǎng)下也不會(huì)磁化,用鈦制人造骨和關(guān)節(jié)植入人體內(nèi)不會(huì)受雷雨天氣的影響。 鈦?zhàn)枘嵝缘?,適宜做共振材料。