钛 Titanium
钛是一类金属原素，化学记号Ti，原子序22，外形呈现出橙红色光泽。钛的表面积为4.51g/cm3，沸点为1668℃。
钛有两种同素配体，α-Ti在882℃下列平衡，为YCl柱体晶体(hcp)内部结构；β-Ti在882℃与沸点之间平衡存在，具备面心魔方晶体(bbc)内部结构。
钛在自然现象中分布很广，约占岩石圈质量的6‰，是浓度第九高的原素，在金属世界里名列第六。钛的矿石共约70多种，比较常用是矿石Fe-TiO3、铌TiO2及钒钛锰矿等。钛在湖水中浓度是1μg/L，在海中癌肿中也所含大量的钛。除此以外，钛还能在矿石、烟尘、植物，甚至消化系统中找到。
钛的商品
钛的商品主要是三类：第三类是多孔钛，它能进一步加工制取各种类型Vertaizon；第三类是纯碱，是一类紫色染料，应用在喷漆、喷漆等化工业中。
钛矿砂经炼钢成多孔钛后，经过角蕨可做成轻工业纯钛和复合材料。
钛商品优点
轻工业纯钛和复合材料都有耐热、耐热和高比气压的特点。复合材料因为加进了其他钛原素，比轻工业纯钛具备更多样化的性质和更广泛的商业用途。
耐热
钛与复合材料在相同电介质和相同环境温度条件下都有良好的耐热性能。尤其是在湖水中的导热茹基夫碳纤维、钢制和镍AlGaAs都好。
钛的抗腐蚀能来自于崩解。在水蒸气或溶液中，钛表面会立即逐步形成几层保护较好的水解膜（崩解膜）。这层水解膜有非常好的缝合性，被机械剥落后能很快地（<0.1s）消弭复原逐步形成新膜。环境温度在315℃下列，钛的水解膜持续保持这一优点。
耐热
轻工业纯钛和复合材料都能在高温环境下保持良好的气压与性能。纯钛稍低，可在350℃下列平衡服役；复合材料的工作环境温度可达500℃甚至更高。
高比气压
轻工业纯钛和复合材料的比气压都很高。比气压指的是材料的气压与表面积的比值。比气压高代表材料气压大而重量轻。这样的优点在航空航天领域很受欢迎。
飞机或航天器常用材料有钢制、镍AlGaAs和碳纤维等。与钢制和镍AlGaAs相比，复合材料的表面积差不多只有它们的一半，质量更轻；与碳纤维只能在200℃下列工作相比，复合材料更耐热。优势十分明显。
轻工业纯钛
轻工业纯钛（纯度达99.5%）实质上是一类低钛浓度的复合材料，所含氮、碳及铁、硅等杂质原素。其退火组织为α组织。由于所含较多的杂质原素，其气压高于化学纯钛（纯度高达99.9%，也叫高纯钛），接近高强碳纤维的水平，但和复合材料比，气压仍然较低。
轻工业纯钛的力学性能和化学性能与钢制较为相似。主要用作工作环境温度350℃下列，受力不大但要求高塑性的冲压件和耐蚀内部结构零件。
我国轻工业纯钛按其杂质浓度的相同，分为TA0、TA1、TA2和TA3四个牌号。四种轻工业纯钛的间隙杂质原素是逐渐增加的，故其机械气压和硬度也随之逐级增加，但塑性、韧性相应下降。轻工业上常用的轻工业纯钛是TA2，因其抗腐蚀能和综合力学性能适中。对耐磨和气压要求较高时可采用TA3。对要求较好的成型性能时可用TA1。
复合材料
复合材料是以钛原素为基础加入其它原素的钛。加入的钛原素有Al、Mo、Cr、Sn、Mn、V等。
世界上已研制出的复合材料有数百种，其中著名是美国1954年研做成功的Ti-6Al-4V钛，由于它的耐热性、气压、塑性、韧性、成形性、可焊性、抗腐蚀和生物相容性均较好，而成为复合材料轻工业中的王牌钛，该钛使用量已占全部复合材料的75%～85%。其他许多复合材料都能看作是Ti-6Al-4V钛的改型。
复合材料的比重、气压和使用环境温度介于铝和钢之间，但比铝、钢气压高并具备优异的抗湖水腐蚀性能和超低温性能。复合材料广泛的应用是作为航空航天轻工业中重要内部结构材料。
复合材料分类
复合材料可按退火组织分为三类：α复合材料、β复合材料、α+β复合材料（还包括所含少量β相的近α钛）。α复合材料代号为TA，β复合材料代号为TB，α+β复合材料代号为TC。三种复合材料中常用的是α复合材料和α+β复合材料；α复合材料的切削加工性好，α+β复合材料次之，β复合材料差。
复合材料也可按商业用途分为耐热钛、高强钛、耐蚀钛（钛-钼，钛-钯钛等）、低温钛以及特殊功能钛（钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆钛）等。
牌号及商业用途
α复合材料
性能：
室温气压低，高温气压高；良好的抗水解性、抗腐蚀和焊接性；不能热处理强化，退火态使用。
牌号：
TA4、TA5、TA6、TA7、TA8等。常用有TA5和TA7，以TA7为最常用。TA7还具备良好的低温性能。
商业用途：
可在500℃下列使用，如火箭飞船的低温高压容器，航空发动机的叶片和管道，导弹燃料缸等。TA5主要用于制造船舰零件。
β复合材料
性能：
可热处理强化，有较高的气压，焊接性能和压力加工性能良好；但性能不够平衡，熔炼工艺复杂，故应用不如α型、α+β型复合材料广泛。
牌号：
有TB1、TB2和TB3，实际应用的为TB2。TB2钛一般在固溶处理状态下交货，在固溶、时效后使用。
商业用途：
可在350℃下列工作，如压气机叶片、轮盘、轴类等重载荷旋转件，以及飞机的构件等。
α+β复合材料
性能：
具备α型和β型的优点，大部分可热处理强化，焊接性能不如α型。
牌号：
TC1~TC11，常用有TC3、TC4、TC6、TC9、TC10。TC4就是美国的Ti-6Al-4V，最为常用。TC10是在TC4基础上发展起来，有更高的气压和耐热性。
商业用途：
400℃下列工作的航空发动机压气机叶片，火箭发动机外壳，导弹液氢燃料箱部件，船舰耐压壳体。
