钛是同素异构体,熔点为1668℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方晶格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同***的钛合金(titanium alloys)。室温下,钛合金有三种基体***,钛合金也就分为以下三类:α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。
在热处理中间及热处理之后大多要求进行表面处理,以便去除金属表面氧化皮及各种污染物,减少金属裸餺表面的活性,以及在钛及其合金表卤涂敷保护层及各种功能涂层之前和涂敷过程中也要进行表面处理,涂敷这种涂层的是改善金属表面的性能,例如,防止腐蚀、氧化及磨损等。钛及其合金的酸洗条件决定于氧化层及现存反应层的种类(特征),而这种层的种类又受到高温加热过程及加工过程温度(例如锻造、铸造、焊接等)的影响。在较低的加工温度或者大约在600X:以下的髙温加热温度条件下仅仅生成薄的氧化层,高温条件下对着某种氧化层附近形成一种富氧扩散区,也必须通过酸洗脱除这个富氧扩散层。可以采用各种不同的脱除氧化皮方法:脱除厚氧化层及硬表面层的机械方法,在熔融盐浴中脱除氧化皮以及在酸溶液中进行酸洗脱除氧化皮的方法。
钛合金零部件尽管具有如此优越的性能,但距钛及其合金普遍应用在汽车工业中还有很大的距离,原因包括价格昂贵、成形性不好及焊接性能差等问题。阻碍钛合金普遍应用于汽车工业的原因还是成本过高。无论是金属的冶炼还是后续的加工,钛合金的价格都远远高于其他金属。汽车工业能够接受的钛制零件成本,用连杆钛材8~13美元/kg,气阀用钛材13~20美元/kg,弹簧、发动机排气系统及紧固件用钛材希望在8美元/kg以下。是铝板材的6~15倍,钢板材的45~83倍。