1．鈦及其合金的應(yīng)用 致密金屬鈦由于質(zhì)量輕，鈦設(shè)備比鋁合金強(qiáng)度高，能在高溫下保持比鋁為高的強(qiáng)度而受到航空工業(yè)的高度重視。鑒于鈦的密度為鋼的57％，其比強(qiáng)度(強(qiáng)度／重量比或強(qiáng)度／密度比皆稱比強(qiáng)度)高，抗腐蝕、抗氧化、抗疲勞能力均強(qiáng)，鈦合金的3／4用作以航空結(jié)構(gòu)合金為代表的結(jié)構(gòu)材料，1／4主要用作耐蝕合金。
鈦合金有低強(qiáng)高塑性、中強(qiáng)和高強(qiáng)之分，為200(低強(qiáng))～1300(高強(qiáng))兆帕，但大體上可以把鈦合金看作是高強(qiáng)合金。它們比被認(rèn)為是中強(qiáng)的鋁合金的強(qiáng)度為高，在強(qiáng)度上已完全可以取代某些型號(hào)的鋼材。與鋁合金在150℃以上的溫度下強(qiáng)度迅速下降相比，某些鈦合金在600℃仍能保持良好的強(qiáng)度。
除強(qiáng)度外，按用途還可分為耐熱、耐蝕、低溫及特殊功能(如TiNi形狀記憶合金、TiFe貯氫合金)等鈦合金，按相組成可分為α、α＋β和β 及近α、亞穩(wěn)定等數(shù)種類型。至今投入生產(chǎn)的合金牌號(hào)已超過100種，工業(yè)上廣泛應(yīng)用的只有10余種。其中作結(jié)構(gòu)合金用的Ti-6Al-4V在鈦合金的整個(gè)銷售市場中占60％，居主導(dǎo)地位，其次是Ti-5Al-2.5Sn，它的長期工作溫度可達(dá)500℃(強(qiáng)度為780～980兆帕)。 但是，鈦有兩個(gè)主要因素使這個(gè)資源豐富的元素不能成為常用金屬。首先是成本。按美國的市場價(jià)格，每磅(1磅=0.45千克)鈦錠坯8～12美元，鋁錠為1.00～1.30美元／磅，碳素鋼為0.20～0.40美元／磅。但主要因素是鈦本身的活性極強(qiáng)，很難處理。爐內(nèi)氣氛必須嚴(yán)格控制，焊接須在惰性氣氛內(nèi)進(jìn)行。金屬鈦的活性高、熱導(dǎo)率低、變形抗力大、常溫可塑性差，變形過程中不但易與模具粘結(jié)，特別在機(jī)加工時(shí)有刀具和磨料粘結(jié)到熱的加工表面的傾向，使標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)件的制造產(chǎn)生大量廢鈦屑，即所謂的殘鈦。一般鍛造鈦錠加工可產(chǎn)生70％的殘鈦，有時(shí)這一數(shù)字可高達(dá)90％。
為減少過高成本造成的負(fù)擔(dān)，一方面發(fā)展了殘鈦處理工藝，另一方面開發(fā)了近凈成形、超塑成形、精密鑄造和粉末冶金以及熱等靜壓與擴(kuò)散連接等高新技術(shù)。比如通過制粉、成型、燒結(jié)或熱等靜壓固結(jié)方法加工而成的粉末冶金制品為近凈成形件，材料利用率高達(dá)80％，既降低了材料消耗，又明顯減少了切削加工量。又如大型薄壁精密鑄造技術(shù)在鈦合金中的應(yīng)用，使鈦鑄件性能接近鈦鍛件，而成本降低50％左右。 鈦及鈦合金的主要消費(fèi)領(lǐng)域首先是航空工業(yè)。20世紀(jì)80年代，美國航空工業(yè)用鈦占鈦材總用量的74.8%，俄羅斯、英國等也主要用于航空工業(yè)，日本90%的鈦材用于民用工業(yè)。近年來，鈦材在非航空航天工業(yè)中的應(yīng)用不斷增加，航空航天仍居“主打”地位。從1952年鈦在道格拉斯DC-7班機(jī)上用作發(fā)動(dòng)機(jī)短艙和隔火壁開始，至今許多飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件均已使用鈦合金制造。在波音757、超音速SR-71黑鳥、F-22噴氣戰(zhàn)斗機(jī)、空間衛(wèi)星和導(dǎo)彈上，鈦零件都起到極為關(guān)鍵的作用。如飛機(jī)內(nèi)的風(fēng)扇圓盤、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等均為鈦鑄件和鍛件制造。
鈦的第二項(xiàng)應(yīng)用領(lǐng)域則與利用其抗蝕能力相關(guān)。其中用量最大是作氯堿生產(chǎn)的電極材料。鈦陽極使用壽命為石墨陽極的10倍，使產(chǎn)能提高近1倍，節(jié)電15％。年產(chǎn)1萬噸苛性鈉，約需5噸鈦。