物理性能:鈦及鈦合金的彈性模量E小,僅為鋼材的一半左右,因而反映沖壓回彈大小的α0.2/E的比值比鋼大得多。鈦的強度較高,再加上厚向異性指數(R值)也大,所以要求成形機床的噸位較大,單位成形力高。屈強比大,在常溫下鈦的抗拉強度與屈服強度十分接近,有的鈦材屈強比可達0.9以上,因此塑性變形范圍十分窄小,成形過程中變形稍大就有可能產生破壞。硬度比鋼約高出一倍,加上強度高,因此用于成形鈦材的模具材料應當有較高的強度和硬度。
耐腐蝕性能:由于氧對鈦的親和力很高,在鈦表面常有一層薄而堅固的氧化膜。這層氧化膜的存紙使得鈦在許多強腐蝕介質中呈鈍化狀態(tài),因而鈦具有十分突出的耐腐蝕性能。工業(yè)純鈦在中性和堿性溶液、氧化性酸中均有高的耐蝕性,此外在海水中鈦不受腐蝕,甚至有名的王水(一份硝酸加三份鹽酸)在常溫下對鈦的作用也很小。氫氟酸、鹽酸、磷酸、硫酸以及為數個多的幾種熱、濃有機酸:草酸、甲酸、三氯(代)乙酸、三氟(代)乙酸、氯化鋁及鹵素元素與鈦發(fā)生作用,主要是由于它們侵蝕和破壞了鈦的保護層。加入氧化劑或離子時此種腐蝕情況可以得到改善。
低溫性能:工業(yè)純鈦可以在-196℃的環(huán)境里應用,而Ti—5Al—2.5Sn(TA7)以及Ti—5Al—4V(TC3)使用溫度可達-253℃,AT2系合金(以Ti—Zr為基體,用鈮、釩或鉬構成的三元合金)低溫性能很好。目前用降低鋁或氧的含量的辦法探索超低溫新型鈦合金材料的組成。
高溫性能:大多數鈦合金在500℃時仍具有一定的機械性能,但一般只在450℃左右使用。鈦合金高溫性能的改善主要是靠尋找理想的合金系統(tǒng)以及改進工藝來達到的。如調整合金元素,提高材料的蠕變強度、熱穩(wěn)定性以及抵抗熱鹽應力腐蝕的能力,改進熱處理制度,注意合理的操作,防止可能的氣體和其它物質的污染等均能達到上述目的。僅要研制出一種性能優(yōu)良、工藝簡單、成本低廉的材料也確非易事,因為往往由于注意了一方面的要求(如高強度),卻很可能在另一種性能(如蠕變性能)方面受到影響。所以,盡管各國都在大力研究。但能長期經受生產、使用實踐考驗,具有優(yōu)異的綜合性能的鈦合金為數并不很多。