在宇航合金等多个领域金属钛有了很大前景，由于它本身具有超强抗磨损能力，在不久的将来有望代替机油中的抗磨损添加剂。

(一)钛的性质

钛的外观与钢极为类似，密度为4.51克／公分3，缺乏钢的60％，是难熔金属中密度最低的金属元素。

钛在常温下的空气中非常安稳。当加热到400～550℃时，则在外表生成一层结实的氧化膜，起避免进一步氧化的维护效果。钛吸收氧、氮、氢的才能很强，这类气体是对金属钛非常有害的杂质，即便含量甚微(0.01％～0.005％)也能严重影响它的力学功用。

钛的力学性质即通称的机械功用与纯度非常关联。高纯钛具有优秀的机加工功用，延伸率、断面缩短率均佳，但强度低，不适协作规划资料。工业纯钛富含过量的杂质，具有较高的强度和可塑性，适合制作规划资料。

在钛的化合物中以二氧化钛(TiO2)最有实用价值。Ti02对人体呈慵懒，无毒害，它具有一系列优秀的光学性质。Ti02不透明，光泽度与白度高，折射率与散射力大，遮盖力强、分散性好，制成的颜料为白色粉末，俗称钛白，运用甚广。

(二)钛的运用

1．钛及其合金的运用

细密金属钛因为质量轻，比铝合金强度高，能在高温下坚持比铝为高的强度而遭到航空工业的高度重视。鉴于钛的密度为钢的57％，其比强度(强度／分量比或强度／密度比皆称比强度)高，抗腐蚀、抗氧化、抗疲劳才能均强，钛合金的3／4用作以航空规划合金为代表的规划资料，1／4首要用作耐蚀合金。

钛合金有低强高塑性、中强和高强之分，为200(低强)～1300(高强)兆帕，但大体上可以把钛合金看作是高强合金。它们比被认为是中强的铝合金的强度为高，在强度上已完全可以替代某些类型的钢材。与铝合金在150℃以上的温度下强度敏捷下降比较，某些钛合金在600℃仍能坚持杰出的强度。

除强度外，按用处还可分为耐热、耐蚀、低温及特别功用(如TiNi形状回忆合金、TiFe贮氢合金)等钛合金，按相组成可分为α、α＋β和β 及近α、亚安稳等数种类型。至今投入出产的合金商标已超越100种，工业上广泛运用的只要10余种。其间作规划合金用的Ti-6Al-4V在钛合金的整个销售市场中占60％，居主导位置，其次是Ti-5Al-2.5Sn，它的长时间工作温度可达500℃(强度为780～980兆帕)。

可是，钛有两个首要因素使这个资源丰富的元素不能成为常用金属。首先是本钱。按美国的市场价格，每磅(1磅=0.45千克)钛锭坯8～12美元，铝锭为1.00～1.30美元／磅，碳素钢为0.20～0.40美元／磅。但首要因素是钛本身的活性极强，很难处置。炉内气氛有必要严格控制，焊接须在慵懒气氛内进行。金属钛的活性高、热导率低、变形抗力大、常温可塑性差，变形过程中不光易与模具粘结，特别在机加工时有刀具和磨料粘结到热的加工外表的倾向，使规范规划件的制作发作很多废钛屑，即所谓的残钛。通常铸造钛锭加工可发作70％的残钛，有时这一数字可高达90％。

为削减过高本钱形成的担负，一方面开展了残钛处置工艺，另一方面开发了近净成形、超塑成形、精细铸造和粉末冶金以及热等静压与分散衔接等高新技能。比方经过制粉、成型、烧结或热等静压固结办法加工而成的粉末冶金制品为近净成形件，资料运用率高达80％，既下降了资料耗费，又显着削减了切削加工量。又如大型薄壁精细铸造技能在钛合金中的运用，使钛铸件功用挨近钛锻件，而本钱下降50％左右。

钛及钛合金的首要消耗范畴首先是航空工业。20世纪80年代，美国航空工业用钛占钛材总用量的74.8%，俄罗斯、英国等也首要用于航空工业，日本90%的钛材用于民用工业。近年来，钛材在非航空航天工业中的运用不断增加，航空航天仍居“主打”位置。从1952年钛在道格拉斯DC-7班机上用作发动机短舱和隔火壁开端，至今许多飞机的规划件均已运用钛合金制作。在波音757、超音速SR-71黑鸟、F-22喷气战斗机、空间卫星和导弹上，钛零件都起到极为要害的效果。如飞机内的电扇圆盘、发动机叶片等均为钛铸件和锻件制作。

钛的第二项运用范畴则与运用其抗蚀才能关联。其间用量最大是作氯碱出产的电极资料。钛阳极运用寿数为石墨阳极的10倍，使产能前进近1倍，节电15％。年产1万吨苛性钠，约需5吨钛。

在帆海业的船只制作中，钛曾有过旧日光辉。前苏联制作的6～7艘3000吨级核潜艇中每艘用钛量高达560吨(其阿尔法级潜艇的钛用量在908吨以上)。近年来在海洋油气勘探与开发方面钛则显现了宏大的威力，仅1997～1999年时间欧洲在北海油气开发方面就投入了150亿美元，用于缔造21个悬浮式出产作业船和64个渠道。一个新渠道的生命安全体系需50～500吨钛，楔形应力接头需50～100吨钛，可弹性升降器需400～1200吨钛，固定升降器需1400～4200吨钛。

在动力工业中已知用钛作发电设备的冷凝器和热交换器，如我国台州电厂、上海金山热电厂和镇海发电厂的发电机组都选用了钛管冷凝器，用钛量约700吨。秦山和大亚湾核电站都选用了全钛冷凝器。近年来在地热井地热开发方面，钛也大展风貌，充沛显现了本身的抗蚀才能。在地热卤水的高温腐蚀性环境中用作动力蒸汽涡轮，其他资料皆因寿数短而不得不被钛取而代之。用钛的长处在于能前进采热的出产率和地热井的寿数。20世纪90年代开端美国在南加州Salton Sea区域打了一口温度高达300℃的地热井，至令已运用Ti-6Al-4V-0.1Ru合金热轧无缝管227吨。估量往后十年内世界各地地热开发的用钛量可以到达2400吨。我国西藏区域的羊八井电站如选用钛材，其相貌将大为改观。

海洋油气钻探与地热开发首要运用Ti-6Al-4VELI、Ti-3Al-2.5V、Ti-6Al-4V-0.1Ru、Ti-3Al-2.5V-0.1Ru及含钼Ti-38644(Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo)等合金。船用紧固件运用Ti-5111(Ti-5Al-1Sn-1Zr-1V-0.8Mo)合金。我国为习惯海洋工程的需求，也开发了Ti75、Ti31和Ti631等合金。

据统计一台20万千瓦火力发电机组用钛量为90吨，一座核电站用钛量为80～100吨。可见动力与腐蚀等方面的用钛量不容无视。

高尔夫球、生物资料和汽车制作是钛材三个极有期望的新的运用范畴。

在运动与休闲范畴，高尔夫球具用量的增加颇富戏剧性，1993年钛没有进入这一范畴，1997年用钛量一下增加到4000吨。原因是用钛作球棒强度高、质地轻、击球间隔均匀前进20～30码(1码=0.9144米)或15％。钛球棒的呈现使美国1998年内增加了448个新球场。球员的数目到达2500万人(挨近于全世界的一半)。1994年只卖出500个球棒，1995年一下增到19万个，而到1997竟猛增到172万个。钛在休闲运动范畴大有用武之地，诸如在滑雪板、雪橇、冰斧、冰爪等爬山设备等方面。

钛有极佳的生物相容性、低的膨胀系数、高度耐用性及无磁性，是极佳的骨骼支撑资料。作为植入的髋关节其分量约为不锈钢的一半，而且骨安排在成长时还可直接粘牢在钛植人体上。膝关节、义齿再造等也运用钛合金。据统计，全世界每年医学植人的用钛量在600-1000吨之间。所用钛材除Ti-6Al--4VELI(超低空隙氧)外，还开发了无铝(革除对肾和肺的毒害)Timetal 21SRx(Ti-2.75Nb-15.2Mo-0.34Fe-0.18Si-0.250)与Timetal 21S(Ti-2.9Nb-14-9Mo-0.09Fe-2.9Al-0.22Si-0.140)、Ti-6Al-7Nb等钛合金。

低本钱钛的出产及钛粉末加工技能的开展，已有可以将钛的运用延伸到汽车行业。用钛制作的绷簧已开端在一级方程式赛车上、比赛用摩托车以及第一流的法拉利汽车上运用。估量不久在轻型汽车的发动机阀门、连杆、悬簧、排放体系及紧固件大将取得运用。估量钛大举进入汽车市场将从日本和美国开端。美国每年可以出产1600万辆轿车和轻型货车，日本本田公司1998年下半年已先期将钛阀门用于Altezza家庭轿车。

2．钛白的运用

钛白首要用于涂料、塑料、造纸、合成纤维、印刷油墨、橡胶、珐琅等方面，为其他白色涂料所不及。超微细钛白和水及有机溶剂组成的钛溶胶已成为独立的新品种，运用于化妆品、透镜外表涂饰剂、油墨与涂料增加剂，其运用范畴仍在扩展。美国是全球钛白的最大出产国和消耗国，1998年的产值为136万吨，表观消耗量为113万吨，产值高达30亿美元。我国的产值和用量则小得多。美国钛白的消耗，50%为颜料、油漆、清漆，23%为造纸，23%为塑料，9%为其他用处。

3．其他运用

用钛铁矿精矿制成的钛铁(TiFe)是制作不锈钢时运用的脱氧剂和安稳剂，钛铁贮氢阳极在贮氢电池制作中与稀土贮氢资料在功用上各有千秋，而本钱则相对要低，在贮氢、运送、催化、燃料电池等方面与稀土将有一搏。Ti—Ni形状回忆合金更是医用和军工不可或缺的高新技能资料。至于电子陶瓷功用资料钛酸钡、钛酸锶、钛化合物催化剂以及有机钛耐热漆和钛环氧涂料等的用处更是不乏其人。