1789年英國化學(xué)家、礦物愛好者格雷戈爾牧師在英格蘭末納金地區(qū)發(fā)現(xiàn)黑磁鐵礦中的氧化物內(nèi)含有一種新的物質(zhì)。6年后的1795年奧地利化學(xué)家克拉普羅特在金紅石礦中也發(fā)現(xiàn)了這種物質(zhì)，是一種新元素的氧化物，并把它比喻為古希臘神話大力神Titans（泰坦）。后來將這個元素的化學(xué)名稱定為Titanium，中文名稱為鈦。雖然早在19世紀(jì)末就發(fā)現(xiàn)鈦的氧化物，但始終沒有發(fā)現(xiàn)純的金屬鈦，直到1910年美國亨特用鈉還原四氯化鈦制得較純的鈦，“泰坦”元素才露出它的真面目。1932年盧森堡科學(xué)家克羅爾以鈣還原四氯化鈦制得鈦，1940年又在氬保護下用鎂還原四氯化鈦制得，此工藝是上世紀(jì)70年代工業(yè)化制取鈦的基礎(chǔ)。

    鈦是一種銀白色的金屬，但在空氣中鈦及鈦合金表面有一層薄薄的致密的氧化膜，所以看上去呈灰白色。鈦及鈦合金的基本特性：

    密度小，強度高，比強度大

    鈦的密度4510kg/t，為鋼的57%，不到鋁密度的2倍，而抗拉強度比鋁的大3倍。在常用的結(jié)構(gòu)材料中，鈦合金具有最大的比強度，是不銹鋼的3.5倍，鋁合金的1.3倍，鎂合金的1.7倍。

    抗腐蝕性強

    鈦在一些腐蝕介質(zhì)中不會被腐蝕，對海水、濕氯、亞氯酸及次氯酸溶液、硝酸、鉻酸、金屬氯化物、硫化物、有機酸等都有強的抗腐蝕性能，這種性能得益于鈦及鈦合金表面有一層堅不可摧的保護性氧化物（TiO2）膜，是當(dāng)鈦遇到水或水氣時形成的。

    耐熱性強

    鈦的耐熱性比鋁合金及不銹鋼的高得多，即使耐熱的鋁合金的長期工作溫度也不會超高250℃不銹鋼的也不宜超過350℃可是鈦合金的工作溫度可達(dá)500℃是一個名副其實的耐熱合金。

    低溫性能好

    有一些鈦合金如Ti-5Al-2.5Sn的強度隨溫度的降低而提高，但塑性雖有所降低，可是不多，在低溫下仍有相當(dāng)好的塑性與韌性，可用于制造低溫結(jié)構(gòu)與容器；無磁性：鈦無磁性，是制造潛艇與掃雷艇的良好材料。

    熱導(dǎo)率小

    鈦的熱導(dǎo)率小，約17W/（m·k）僅為鐵的1/5，鋁的1/12.5，Cu的1/15，這是一個不足之處。

    強性模量低

    僅108GN/mm2，約為Fe的55%，但為鋁的1.5倍。作為結(jié)構(gòu)材料使用時，彈性模量低是不足之處。

    屈服強度接近抗拉強度

    Ti-6Al-4V合金的屈服強度892N/mm2接近其抗拉強度960N/mm2，僅相差58N/mm2；在高溫下易氧化與吸氫性強：鈦同氫、氧的結(jié)合力強，特別是溫度較高時，因此鈦材焊接時應(yīng)采用氬保護，管材與薄板應(yīng)在真空爐內(nèi)熱處理，鈦鍛件應(yīng)在微氧化氣氛中熱處理。

    鈦合金的另一些特性是

    Ti-50%Ni原子合金在一定溫度條件下有形狀記憶功能。Nb-Ti合金在接近絕對零度時成為超導(dǎo)材料。Ti-50%Fe原子合金具有很大的吸氫能力，成為很有本事的貯氫材料。

    由于鈦及鈦合金具有一系列的優(yōu)良性能與特性，因此自上世紀(jì)60年代中期以來在艦船及海洋工程中獲得了廣泛的應(yīng)用，受到一致的贊譽。核潛艇、深潛器、原子能破冰船、水翼船、氣墊船和掃雷艇等艦船上都使用了鈦合金螺旋槳推進器、潛艇鞭狀天線、海水管路、冷凝器和熱交換器、聲學(xué)裝置、消防設(shè)備等。主要應(yīng)用的合金為工業(yè)純鈦（TAO-10）、Ti-6Al-4V（TC4）、Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo、Ti-3Al-2.5V（TA4），等等。

    具有形狀記憶特性的Ti-Ni合金作為管接頭已在潛艇中獲得應(yīng)用。這種接頭極難焊接，采用形狀記憶合金使問題迎刃而解，非常適用于海水中工作。

    鈦在江河湖海水中具有非常優(yōu)秀的抗腐蝕性能，特別對海水腐蝕有很強的耐受力，極為可貴。

    可以毫不夸張地說，鈦在所有天然水中的抗腐蝕性在所有金屬材料中首屈一指。鈦在高溫水及水蒸氣（＞300℃中會失去光澤，但是不會腐蝕。

    鈦在260℃海水中仍很抗腐蝕，鈦管凝汽器在受污染的海水中工作25年后仍完好無損，僅稍有變色，沒有腐蝕跡象。不過由于鈦的海水中既不腐蝕又無毒性，會附著大量海洋生物，不易清除，成為一個麻煩的實際問題。工業(yè)純鈦很耐海水的縫隙腐蝕、點腐蝕和沖刷腐蝕，應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞敏感性也不大。在高速流動海水（如36.6m/s）中的沖蝕速度會有所上升。當(dāng)海水中含有混砂等磨擦性顆料時，對鈦的耐沖蝕性有一些影響，但比銅合金及鋁合金的輕得多。在海水中鈦也是最棒的抗空泡腐蝕材料。

    太平洋深處底部存有數(shù)以百億噸計的錳結(jié)核礦粒與小塊，是一種非常寶貴的取之不盡的礦產(chǎn)，除錳外，還含十幾種有用的與稀有的有色金屬，但是如何把它們開采出來卻是一個尚未圓滿解決的世界性難題。美國的設(shè)想是：用深海船上的鈦合金管把錳結(jié)核吸出來，每條深海船裝有數(shù)百根Ti-6Al-4V（TC4）合金管，管的規(guī)格為：壁厚10mm，直徑250mm。開采錳結(jié)構(gòu)的深海船用真空泵將帶錳結(jié)核的海水抽吸上來，這種泵須能承受5000m~6000m深的海水壓力，并且要求有抗海水腐蝕與耐摩擦的超凡能力，鈦合金是制造這種泵性價比最合適的材料。

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