1發展曆史
钛是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬，钛合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于各個領域。世界上許多國家都認識到钛合金材料的重要性，相繼對其進行研究開發，并得到了實際應用。
第一個實用的钛合金是1954年美國研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好，而成爲钛合金工業中的王牌合金，該合金使用量已占全部钛合金的75%～85%。其他許多钛合金都可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世紀50～60年代，主要是發展航空發動機用的高溫钛合金和機體用的結構钛合金，70年代開發出一批耐蝕钛合金，80年代以來，耐蝕钛合金和高強钛合金得到進一步發展。耐熱钛合金的使用溫度已從50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出現，使钛在發動機的使用部位正由發動機的冷端（風扇和壓氣機）向發動機的熱端（渦輪）方向推進。結構钛合金向高強、高塑、高強高韌、高模量和高損傷容限方向發展。
另外，20世紀70年代以來，還出現了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形狀記憶合金，并在工程上獲得日益廣泛的應用。
世界上已研制出的钛合金有數百種，最著名的合金有20～30種，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。
據相關統計數據，2012年我國化工行業用钛量達2.5萬噸，比2011年有所減少。這是自2009年以來，我國化工用钛市場首次出現負增長。近些年來，化工行業一直是钛加工材最大的用戶，其用量在钛材總用量的占比一直保持在50%以上，2011年占比高達55%。但随着經濟陷入低迷期，化工行業不但新建項目明顯減少，同時還将面臨産業結構調整，部分産品新建産能受到控制，落後産能也将逐步淘汰的境地。受此影響，其對钛加工材用量的萎縮也變得順理成章。在此之前，便有業内人士預測化工行業用钛量在2013~2015年間達到峰值。以當前市場表現看來，2012年整體經濟的疲軟有可能使得化工用钛的衰退期提前。
2原理
钛合金是以钛爲基礎加入
應用了钛合金的産品
其他元素組成的合金。钛有兩種同質異晶體：882℃以下爲密排六方結構α钛，882℃以上爲體心立方的β钛。
合金元素根據它們對相變溫度的影響可分爲三類：
①穩定α相、提高相轉變溫度的元素爲α穩定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是钛合金主要合金元素，它對提高合金的常溫和高溫強度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果。
②穩定β相、降低相變溫度的元素爲β穩定元素，又可分同晶型和共析型二種。前者有钼、铌、釩等；後者有鉻、錳、銅、鐵、矽等。
③對相變溫度影響不大的元素爲中性元素，有锆、錫等。
氧、氮、碳和氫是钛合金的主要雜質。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對钛合金有顯著強化效果,但卻使塑性下降。通常規定钛中氧和氮的含量分别在0.15～0.2%和0.04～0.05%以下。氫在α相中溶解度很小,钛合金中溶解過多的氫會産生氫化物，使合金變脆。通常钛合金中氫含量控制在 0.015%以下。氫在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。
3分類
STAN钛制品
钛是同素異構體，熔點爲1668℃，在低于882℃時呈密排六方晶格結構，稱爲α钛；在882℃以上呈體心立方晶格結構，稱爲β钛。利用钛的上述兩種結構的不同特點，添加适當的合金元素，使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的钛合金（titanium alloys）。室溫下，钛合金有三種基體組織，钛合金也就分爲以下三類：α合金,(α+β)合金和β合金。中國分别以TA、TC、TB表示。
α钛合金
它是α相固溶體組成的單相合金，不論是在一般溫度下還是在較高的實際應用溫度下，均是α相，組織穩定，耐磨性高于純钛，抗氧化能力強。在500℃～600℃的溫度下，仍保持其強度和抗蠕變性能，但不能進行熱處理強化，室溫強度不高。
β钛合金
它是β相固溶體組成的單相合金，
钛合金制匕首
未熱處理即具有較高的強度，淬火、時效後合金得到進一步強化，室溫強度可達1372～1666 MPa；但熱穩定性較差，不宜在高溫下使用。
α+β钛合金
它是雙相合金，具有良好的綜合性能，組織穩定性好，有良好的韌性、塑性和高溫變形性能，能較好地進行熱壓力加工，能進行淬火、時效使合金強
钛合金制武器
化。熱處理後的強度約比退火狀态提高50%～100%；高溫強度高，可在400℃～500℃的溫度下長期工作，其熱穩定性次于α钛合金。
三種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钛合金代号爲TA，β钛合金代号爲TB，α+β钛合金代号爲TC。
钛合金按用途可分爲耐熱合金、高強合金、耐蝕合金（钛-钼，钛-钯合金等）、低溫合金以及特殊功能合金（钛-鐵貯氫材料和钛-鎳記憶合金）等。典型合金的成分和性能見表。
熱處理 钛合金通過調整熱處理工藝可以獲得不同的相組成和組織。一般認爲細小等軸組織具有較好的塑性、熱穩定性和疲勞強度；針狀組織具有較高的持久強度、蠕變強度和斷裂韌性；等軸和針狀混合組織具有較好的綜合性能。
4性能
钛是一種新型金屬，
矽钛合金耐磨地坪
钛的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關，最純的碘化钛雜質含量不超過0.1%，但其強度低、塑性高。99.5%工業純钛的性能爲：密度ρ=4.5g/立方厘米，熔點爲1725℃，導熱系數λ=15.24W/(m.K)，抗拉強度σb=539MPa，伸長率δ=25%，斷面收縮率ψ=25%，彈性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。
強度高
钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，
僅爲鋼的60%，純钛的密度才接近普通鋼的密度，一些高強度钛合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此钛合金的比強度(強度/密度)遠大于其他金屬結構材料，見表7-1，可制出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。飛機的發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用钛合金。
熱強度高
使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450～500℃的溫度下長期工作這兩類钛合金在150℃～500℃範圍内仍有很高的比強度，而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。钛合金的工作溫度可達500℃，鋁合金則在200℃以下。
抗蝕性好
钛合金在潮濕的大氣和海水介質中工作，其抗蝕性遠優于不鏽鋼；對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特别強；對堿、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優良的抗腐蝕能力。但钛對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。
低溫性能好
钛合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學性能。低溫性能好，間隙元素極低的钛合金，如TA7，在-253℃下還能保持一定的塑性。因此，钛合金也是一種重要的低溫結構材料。
化學活性大
钛的化學活性大，與大氣中O、N、H
钛合金制品
、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等産生強烈的化學反應。含碳量大于0.2%時，會在钛合金中形成硬質TiC；溫度較高時，與N作用也會形成TiN硬質表層；在600℃以上時，钛吸收氧形成硬度很高的硬化層；氫含量上升，也會形成脆化層。吸收氣體而産生的硬脆表層深度可達0.1～0.15 mm，硬化程度爲20%～30%。钛的化學親和性也大，易與摩擦表面産生粘附現象。
導熱彈性小
钛的導熱系數λ=15.24W/（m.K）約爲鎳的1/4，鐵的1/5，鋁的1/14，而各種钛合金的導熱系數比钛的導熱系數約下降50%。钛合金的彈性模量約爲鋼的1/2，故其剛性差、易變形，不宜制作細長杆和薄壁件，切削時加工表面的回彈量很大，約爲不鏽鋼的2～3倍，造成刀具後刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結磨損。
5用途
钛合金具有強度高而密度又小，機械性能好，韌性和抗蝕性能很好。另外，钛合金的工藝性能差，切削加工困難，在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質。還有抗磨性差，生産工藝複雜。钛的工業化生産是1948年開始的。航空工業發展的需要，使钛工業以平均每年約 8%的增長速度發展。世界钛合金加工材年産量已達4萬餘噸,钛合金牌号近30種。使用最廣泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工業純钛（TA1、TA2和TA3）。
钛合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件，其次爲火箭、導彈和高速飛機的結構件。60年代中期，钛及其合金已在一般工業中應用，用于制作電解工業的電極，發電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環境污染控制裝置等。钛及其合金已成爲一種耐蝕結構材料。此外還用于生産貯氫材料和形狀記憶合金等。
中國于1956年開始钛和钛合金研究；60年代中期開始钛材的工業化生産并研制成TB2合金。
钛合金是航空航天工業中使用的一種新的重要結構材料，比重、強度和使用溫度介于鋁和鋼之間，但比鋁、鋼強度高并具有優異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。1950年美國首次在F-84戰鬥轟炸機上用作後機身隔熱闆、導風罩、機尾罩等非承力構件。60年代開始钛合金的使用部位從後機身移向中機身、部分地代替結構鋼制造隔框、梁、襟翼滑軌等重要承力構件。钛合金在軍用飛機中的用量迅速增加，達到飛機結構重量的20%～25%。70年代起，民用機開始大量使用钛合金，如波音747客機用钛量達3640公斤以上。馬赫數大于 2.5的飛機用钛主要是爲了代替鋼，以減輕結構重量。又如，美國SR-71 高空高速偵察機(飛行馬赫數爲3，飛行高度26212米)，钛占飛機結構重量的93%，号稱“全钛”飛機。當航空發動機的推重比從4～6提高到8～10，壓氣機出口溫度相應地從200～300°C增加到500～600°C時，原來用鋁制造的低壓壓氣機盤和葉片就必須改用钛合金，或用钛合金代替不鏽鋼制造高壓壓氣機盤和葉片，以減輕結構重量。70年代，钛合金在航空發動機中的用量一般占結構總重量的20%～30%，主要用于制造壓氣機部件，如鍛造钛風扇、壓氣機盤和葉片、鑄钛壓氣機機匣、中介機匣、軸承殼體等。航天器主要利用钛合金的高比強度，耐腐蝕和耐低溫性能來制造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構架和火箭殼體。人造地球衛星、登月艙、載人飛船和航天飛機 也都使用钛合金闆材焊接件。
6存在的問題
钛合金具有質量輕、比強度高、耐腐蝕性好等優點，故被廣泛應用在汽車工業中，應用钛合金最多的是汽車發動機系統。利用钛合金制造發動機零件有很多好處。[1]
钛合金的密度低，可以降低運動零件的慣性質量，同時钛氣門彈簧可以增加自由振動，減弱車身的振顫，提高發動機的轉速及輸出功率。
減小運動零件的慣性質量，從而使摩擦力減小，提高發動機的燃油效率。選擇钛合金可以減輕相關零件的負載應力，縮小零件的尺寸，從而使發動機及整車的質量減輕。零部件慣性質量的降低，使得振動和噪聲減弱，改善發動機的性能。 钛合金在其他部件上的應用可提高人員的舒适度和汽車的美觀等。在汽車工業上的應用，钛合金在節能降耗方面起到了不可估量的作用。
钛合金零部件盡管具有如此優越的性能，但距钛及其合金普遍應用在汽車工業中還有很大的距離，原因包括價格昂貴、成形性不好及焊接性能差等問題。
阻礙钛合金普遍應用于汽車工業的最主要原因還是成本過高。
無論是金屬最初的冶煉還是後續的加工，钛合金的價格都遠遠高于其他金屬。汽車工業能夠接受的钛制零件成本，用連杆钛材8～13美元/kg，氣閥用钛材13～20美元/kg，彈簧、發動機排氣系統及緊固件用钛材希望在8美元/kg以下。是鋁闆材的6～15倍，鋼闆材的45～83倍。
7熱處理
常用的熱處理方法有退火、固溶和時效處理。退火是爲了消除内應力、提高塑性和組織穩定性，以獲得較好的綜合性能。通常α合金和（α+β）合金退火溫度選在（α+β）─→β相轉變點以下120～200℃；固溶和時效處理是從高溫區快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩定的β相,然後在中溫區保溫使這些亞穩定相分解，得到α相或化合物等細小彌散的第二相質點，達到使合金強化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)─→β相轉變點以下40～100℃進行，亞穩定β合金淬火在(α+β)─→β相轉變點以上40～80℃進行。時效處理溫度一般爲450～550℃。
總結，钛合金的熱處理工藝可以歸納爲：
（1）消除應力退火：目的是爲消除或減少加工過程中産生的殘餘應力。防止在一些腐蝕環境中的化學侵蝕和減少變形。
（2）完全退火：目的是爲了獲得好的韌性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和組織的穩定性。
（3）固溶處理和時效：目的是爲了提高其強度，α钛合金和穩定的β钛合金不能進行強化熱處理，在生産中隻進行退火。α+β钛合金和含有少量α相的亞穩β钛合金可以通過固溶處理和時效使合金進一步強化。
此外，爲了滿足工件的特殊要求，工業上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。
8切削
切削特點
钛合金的硬度大于HB350時切削加工特别困難，小于HB300時則容易出現粘刀現象，也難于切削。但钛合金的硬度隻是難于切削加工的一個方面，關鍵在于钛合金本身化學、物理、力學性能間的綜合對其切削加工性的影響。钛合金有如下切削特點：
(1)變形系數小：這是钛合金切削加工的顯著特點，變形系數小于或接近于1。切屑在前刀面上滑動摩擦的路程大大增大，加速刀具磨損。
(2)切削溫度高：由于钛合金的導熱系數很小(隻相當于45号鋼的1/5～1/7)，切屑與前刀面的接觸長度極短，切削時産生的熱不易傳出，集中在切削區和切削刃附近的較小範圍内，切削溫度很高。在相同的切削條件下，切削溫度可比切削45号鋼時高出一倍以上。
(3)單位面積上的切削力大：主切削力比切鋼時約小20%，由于切屑與前刀面的接觸長度極短，單位接觸面積上的切削力大大增加，容易造成崩刃。同時，由于钛合金的彈性模量小，加工時在徑向力作用下容易産生彎曲變形，引起振動，加大刀具磨損并影響零件的精度。因此，要求工藝系統應具有較好的剛性。
(4)冷硬現象嚴重：由于钛的化學活性大，在高的切削溫度下，很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外皮；同時切削過程中的塑性變形也會造成表面硬化。冷硬現象不僅會降低零件的疲勞強度，而且能加劇刀具磨損，是切削钛合金時的一個很重要特點。
(5)刀具易磨損：毛坯經過沖壓、鍛造、熱軋等方法加工後，形成硬而脆的不均勻外皮，極易造成崩刃現象，使得切除硬皮成爲钛合金加工中最困難的工序。另外，由于钛合金對刀具材料的化學親和性強，在切削溫度高和單位面積上切削力大的條件下，刀具很容易産生粘結磨損。車削钛合金時，有時前刀面的磨損甚至比後刀面更爲嚴重；進給量f<0.1 mm/r時，磨損主要發生在後刀面上；當f>0.2 mm/r時，前刀面将出現磨損；用硬質合金刀具精車和半精車時，後刀面的磨損以VBmax<0.4 mm較合适。
在銑削加工中，由于钛合金材料的導熱系數低，而且切屑與前刀面的接觸長度極短，切削時産生的熱不易傳出，集中在切削變形區和切削刃附近的較小範圍内，加工時切削刃刃口處會産生極高的切削溫度，将大大縮短刀具壽命。對于钛合金Ti6Al4V來說，在刀具強度和機床功率允許的條件下，切削溫度的高低是影響刀具壽命的關鍵因素，而并非切削力的大小。
刀具材料
切削加工钛合金應從降低切削溫度和減少粘結兩方面出發，選用紅硬性好、抗彎強度高、導熱性能好、與钛合金親和性差的刀具材料，YG類硬質合金比較合适。由于高速鋼的耐熱性差，因此應盡量采用硬質合金制作的刀具。常用的硬質合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。
塗層刀片和YT類硬質合金會與钛合金産生劇烈的親和作用，加劇刀具的粘結磨損，不宜用來切削钛合金；對于複雜、多刃刀具，可選用高釩高速鋼(如W12Cr4V4Mo)、高钴高速鋼(如W2Mo9Cr4VCo8)或鋁高速鋼(如W6Mo5Cr4V2Al、M10Mo4Cr4V3Al)等刀具材料，适于制作切削钛合金的鑽頭、鉸刀、立銑刀、拉刀、絲錐等刀具。
采用金剛石和立方氮化硼作刀具切削钛合金，可取得顯著效果。如用天然金剛石刀具在乳化液冷卻的條件下，切削速度可達200 m/min；若不用切削液，在同等磨損量時，允許的切削速度僅爲100m/min。
注意事項
在切削钛合金的過程中，應注意的事項有：
(1)由于钛合金的彈性模量小，工件在加工中的夾緊變形和受力變形大，會降低工件的加工精度；工件安裝時夾緊力不宜過大，必要時可增加輔助支承。
(2)如果使用含氫的切削液，切削過程中在高溫下将分解釋放出氫氣，被钛吸收引起氫脆；也可能引起钛合金高溫應力腐蝕開裂。
(3)切削液中的氯化物使用時還可能分解或揮發有毒氣體，使用時宜采取安全防護措施，否則不應使用；切削後應及時用不含氯的清洗劑徹底清洗零件，清除含氯殘留物。
(4)禁止使用鉛或鋅基合金制作的工、夾具與钛合金接觸，銅、錫、镉及其合金也同樣禁止使用。
(5)與钛合金接觸的所有工、夾具或其他裝置都必須潔淨；經清洗過的钛合金零件，要防止油脂或指印污染，否則以後可能造成鹽(氯化鈉)的應力腐蝕。
(6)一般情況下切削加工钛合金時，沒有發火危險，隻有在微量切削時，切下的細小切屑才有發火燃燒現象。爲了避免火災，除大量澆注切削液之外，還應防止切屑在機床上堆積，刀具用鈍後立即進行更換，或降低切削速度，加大進給量以加大切屑厚度。若一旦着火，應采用滑石粉、石灰石粉末、幹砂等滅火器材進行撲滅，嚴禁使用四氯化碳、二氧化碳滅火器，也不能澆水，因爲水能加速燃燒，甚至導緻氫爆炸。
9新進展
各國都在開發低成本和高性能的新型钛合金，努力使钛合金進入具有巨大市場潛力的民用工業領域陽。國内外钛合金材料的研究新進展主要體現在以下幾方面。
高溫钛合金
世界上第一個研制成功的高溫钛合金是Ti-6Al-4V，使用溫度爲300-350℃。随後相繼研制出使用溫度達400℃的IMI550、BT3-1等合金，以及使用溫度爲450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。已成功地應用在軍用和民用飛機發動機中的新型高溫钛合金有.英國的IMI829、IMI834合金；美國的Ti-1100合金；俄羅斯的BT18Y、BT36合金等。表7爲部分國家新型高溫钛合金的最高使用溫度[26]。
近幾年國外把采用快速凝固/粉末冶金技術、纖維或顆粒增強複合材料研制钛合金作爲高溫钛合金的發展方向，使钛合金的使用溫度可提高到650℃以上[1,27,29,31]。美國麥道公司采用快速凝固/粉末冶金技術成功地研制出一種高純度、高緻密性钛合金，在760℃下其強度相當于室溫下使用的钛合金強度[26]。
钛鋁化合物
與一般钛合金相比，钛鋁化合物爲基鈉Ti3Al（α2）和TiAl（γ）金屬間化合物的最大優點是高溫性能好（最高使用溫度分别爲816和982℃）、抗氧化能力強、抗蠕變性能好和重量輕（密度僅爲鎳基高溫合金的1/2），這些優點使其成爲未來航空發動機及飛機結構件最具競争力的材料[26]。
已有兩個Ti3Al爲基的钛合金Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo在美國開始批量生産。其他發展的Ti3Al爲基的钛合金有Ti-24Al-11Nb、Ti25Al-17Nb-1Mo和Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo等[29]。TiAl（γ）爲基的钛合金受關注的成分範圍爲Ti-（46-52）Al-（1-10）M（at.%），此處M爲v、Cr、Mn、Nb、Mn、Mo和W中的至少一種元素。TiAl3爲基的钛合金開始引起注意，如Ti-65Al-10Ni合金[1]。
高強高韌β型
β型钛合金最早是20世紀50年代中期由美國Crucible公司研制出的B120VCA合金（Ti-13v-11Cr-3Al）。β型钛合金具有良好的冷熱加工性能，易鍛造，可軋制、焊接，可通過固溶-時效處理獲得較高的機械性能、良好的環境抗力及強度與斷裂韌性的很好配合。新型高強高韌β型钛合金最具代表性的有以下幾種[26,30]：
Ti1023（Ti-10v-2Fe-#al），該合金與飛機結構件中常用的30CrMnSiA高強度結構鋼性能相當，具有優異的鍛造性能；
Ti153（Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn），該合金冷加工性能比工業純钛還好，時效後的室溫抗拉強度可達1000MPa以上；
β21S（Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si），該合金是由美國钛金屬公司Timet分部研制的一種新型抗氧化、超高強钛合金，具有良好的抗氧化性能，冷熱加工性能優良，可制成厚度爲0.064mm的箔材；
日本鋼管公司（NKK）研制成功的SP-700（Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe）钛合金，該合金強度高，超塑性延伸率高達2000%，且超塑成形溫度比Ti-6Al-4V低140℃，可取代Ti-6Al-4V合金用超塑成型-擴散連接（SPF/DB）技術制造各種航空航天構件；
俄羅斯研制出的BT-22（TI-5v-5Mo-1Cr-5Al），其抗拉強度可達1105MPA以上。
阻燃钛合金
常規钛合金在特定的條件下有燃烷的傾向，這在很大程度上限制了其應用。針對這種情況，各國都展開了對阻燃钛合金的研究并取得一定突破。美國研制出的Alloy c（也稱爲Ti-1720），名義成分爲50Ti-35v-15Cr（質量分數），是一種對持續燃燒不敏感的阻燃钛合金，己用于F119發動機。BTT-1和BTT-3爲俄羅斯研制的阻燃钛合金，均爲Ti-Cu-Al系合金，具有相當好的熱變形工藝性能，可用其制成複雜的零件[26]。
醫用钛合金
钛無毒、質輕、強度高且具有優良的生物相容性，是非常理想的醫用金屬材料，可用作植入人體的植入物等。在醫學領域中廣泛使用的仍是Ti-6Al-4v ELI合金。但後者會析出極微量的釩和鋁離子，降低了其細胞适應性且有可能對人體造成危害，這一問題早已引起醫學界的廣泛關注。美國早在20世紀80年代中期便開始研制無鋁、無釩、具有生物相容性的钛合金，将其用于矯形術。日本、英國等也在該方面做了大量的研究工作，并取得一些新的進展。例如，日本已開發出一系列具有優良生物相容性的α+β钛合金，包括Ti-15Zr-4Nb_4ta-0.2Pd、Ti-15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0.05N、Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd和Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20，這些合金的腐蝕強度、疲勞強度和抗腐蝕性能均優于Ti-6Al-4v ELI。與α+β钛合金相比，β钛合金具有更高的強度水平，以及更好的切口性能和韌性，更适于作爲植入物植入人體。在美國，已有5種β钛合金被推薦至醫學領域，即TMZFTM（TI-12Mo-^Zr-2Fe）、Ti-13Nb-13Zr、Timetal 21SRx（TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si）、Tiadyne 1610（Ti-16Nb-9.5Hf）和Ti-15Mo。估計在不久的将來，此類具有高強度、低彈性模量以及優異成形性和抗腐蝕性能的廬钛合金很有可能取代醫學領域中廣泛使用的Ti-6Al-4V ELI合金[28,32]。
10脫氧化及酸洗
在熱處理中間及熱處理之後大多要求進行表面處理，以便去除金屬表面氧化皮及各種污染物，減少金屬裸餺表面的活性，以及在钛及其合金表鹵塗敷保護層及各種功能塗層之前和塗敷過程中也要進行表面處理，塗敷這種塗層的是改善金屬表面的性能，例如，防止腐蝕、氧化及磨損等。
钛及其合金的酸洗條件決定于氧化層及現存反應層的種類（特征），而這種層的種類又受到高溫加熱過程及加工過程溫度增高（例如，鍛造、鑄造、焊接等）的影響。在較低的加工溫度或者大約在600X：以下的髙溫加熱溫度條件下僅僅生成薄的氧化層，高溫條件下對着某種氧化層附近形成一種富氧擴散區,也必須通過酸洗脫除這個富氧擴散層。可以采用各種不同的脫除氧化皮方法：脫除厚氧化層及硬表面層的機械方法，在熔融鹽浴中脫除氧化皮以及在酸溶液中進行酸洗脫除氧化皮的方法。
在很多種情況下可以采用若幹方法相結合的方法，例如，先機械方式脫除氧化皮及接着進行酸洗相結合，或者先鹽浴及接着進行酸洗相結合的脫除氧化皮方法^遇到在較高的溫度下形成的氧化層及擴散層的情況下要采用特殊的方法但是在高溫加熱到600X：的情況下形成的氧化層大多通過一般的酸洗就可将其溶解掉。
11缺點
钛及钛合金主要限制是在高溫與其它材料的化學反應性差。此性質迫使钛合金與一般傳統的精煉、熔融和鑄造技術不同，甚至經常造成模具的損壞；結果，使的钛合金的價格變的十分昂貴。因此它們剛開始大多用在飛機結構、航空器，以及用在石油和化學工業等高科技工業。不過由于太空科技的發達、人民生活質量的提升，所以钛合金也漸漸地用來制成民生用品，造福人民的生活，隻是這些産品價格仍然偏高，多屬于高價位的産品，這是钛合金無法發揚光大的最大的緻命傷。
