1、生产方法

钛作为一种化学元素，是英国人维利雅姆•格列高尔在1791年发现的•钛作为一种结构金属，50年前才开始使用•钛在自然界中的分布相当广泛，金属中仅次于铝、铁、镁居第四位•

钛作为工业结构金属的开发，晚于其它金属，这是因为钛是一种难以熔化的、而在高温下化学活性很高的元素，从矿石中提取金属钛以及由金属钛生产制品，都存在很大的技术性困难．自从真空冶金方法和其它新 工艺方法出现以后，才克服了这些困难• 钛的特点之一，是能与空气中的氧和氮产生剧烈的相互作用，形成脆性的合金，即使钛中的氧、氮的含量只有百分之几，也足以使合金变脆•所以，金属钛真实的机械性能，直到不久前，也就是以碘化法制得高纯钛以后才得以确定•

由于钛对氧的化学亲和力高，由氧化物矿石提取纯金属的尝试，在经济技术指标方面没有得到令人满意的结果•用钛与卤素（氯、碘）的化合物作原料，可得到高纯金属•用于研究目的的高纯钛，可通过挥发性碘化钛的热解法来制得，即所谓的碘化法• 生产工业用途的工业纯钛，可用镁（镁热法）或钠（钠热法）还原四氯化钛的方法，其中镁热法应用最为广泛．

应该指出，电解法目前仅用于钛的除杂精炼（溶解阴极法) .由氧化物矿石作原料进行钛工业生产的许多电解实验，至今都是不成功的，这是因为其成本高于氯化钛的镁热还原法或钠热还原法•

用氢化钙还原纯氧化钛的方法〔第匹种方法），仅在制取特殊用途细钛粉方面有少量的应用，因为该方法既不能保证还原的充分性，也不能保证产品有需要的纯度水平．镁热制钛方法的优点，是金属镁价廉易

得，各工业发达国家都能生产，此外，可形成闭路的生产循环，而还原反应的副产品（氯化镁）还可用于制取生产过程所需要的两种原料一氯和金属镁，从而显著降低了生产成本•

镁热法的缺点，是其生产不连续•开发连续生产方法，将能进一步降低目前还相当高的钛生产成本，同时提高生产效率．

1995年全世界金属钛的总产量为5 • 54 万t.主要的产钛国和用钛国有美国、独联体国家、日本和中国•钛和铁、铝、镁、镍一样，是现代机器制造业最重要的材料之一。

2、特性

钛作为结构材料的优点，是众所周知的，钛的重量轻、在很宽的工作温度范围内有较高的持久强度，可广泛应用于航空、宇航和其它的机器制造部门•钛的耐腐蚀性高，可使用于化学机器制造业和其它部门• 钛可使用在由极端低温到500一600 ℃ 的温度范围内，纯钛和某些钛合金，甚至在液氦中也不变脆，而钛铝合金甚至可使用到 750一850 ℃．在从低温到高温的整个温度范围内，钛合金的比强度均超过其它结构材料•

钛与铁一样，是多晶型金属，因而钛合金具有各种各样的组织形态和相组成．钛的综合物理化学性能与铁族金属极不相同，所以将现代的研究方法应用到钛合金上也有一定的特点，甚至是制备显微组织与宏观组织磨片，都有一定的困难，因为钛有粘附切削工具的特性•钛及钛合金试片的机械加工，磨削和抛光，应采用特殊的工艺方法与操作规程•由于钛的氧化与渗氢，制备透射电子显微镜检查用的箔片存在不少困难•钛及钛合金在酸洗时，在渗氢性制剂和电解质中都会吸收大量的氢，结果使试样的相组成与原始值相去甚远•

尽管钛合金（不包括金属间化合物）中只有为数较少的相（愎、  ，但由于这些相的晶格取向对应关系接近，而使其x射线反射处于相近的、通常相互重叠的角度范围，这就给解释x射线组织分析的结果以及电子照相的分析结果造成困难•

合金的金相研究方法，通常广泛应用于半成品和成品的控制与调整．例如，研究宏观组织便可查因铸锭铸造工艺不完善而造成的化学成分不均匀性、晶粒不一致性以及材料的其它缺陷•显微分析可判断是否违反了不同的工艺加热规范，诸如压力加工前加热、退火、热处理强化等规范•为了评价断口的组织形态并研究在使用时发生破坏的原因，正越来越多地使用金相分析法及其相似方法•

金相学的重要组成部分，是二元系、 元系及多元复杂系的相平衡图•关于多元复杂系相平衡图的资料还很有限，在使用相平衡图时应该注意使其处于最接近相平衡状态的条件下，在工业条件下，由于冷却速度高，合金不会实现平衡状态，而其相组成则与理论值有相当大的差距．某些钛合金实现平衡非常缓慢：例如建立Ti-cr系相平衡图在实验方面存在很大的困难•而且根据相平衡图通常只能确定大致的相组成，并判断应该如何在合金状态接近平衡的条件下调整相的数量与组成•

根据相平衡图，可以预测合金性能与其化学成分及相组成之间的关系．H ℃ •库尔纳科夫曾提出假设，两相合金的性能是加和性的•而后，A • A •博奇瓦尔院士指出，如果两相二元合金化学成分的变化能显著改变单个的晶粒尺寸，则违反加和定率•札菲发现两相二元钛合金性能偏离加和定律•而后，B • H •莫依谢耶夫通过比较札菲的理论用其它方法，发展了两相钛合金遵守加和定律的论点• •A •科拉切夫对这些规律性进行了总结•