鈦具有其他金屬難以比擬的特性,它熔點高達1668℃,密度較小,為4.5g/cm3,介于鋁和鐵之間;線膨脹系數(shù)小,為8.5×10(-6次方)/℃,是鋁的1/3,鐵的2/3;金屬鈦受熱時熱應(yīng)力??;導(dǎo)熱性差,僅為鐵的1/5,鋁的1/13。鈦的強度高,加入適量的合金元素,可得強度極高的合金,在-253℃-600℃之間,比強度居常用金屬材料之首。鈦的表面容易形成一層致密的氧化物保護膜,因而具有優(yōu)異的抗腐蝕性能。對海水的抗腐蝕性特別強,鈦在常溫下不和無機酸、有機酸和堿起反應(yīng),但能溶于熱鹽酸、熱硝酸及各種濃度的氫氟酸。鈦合金的耐蝕性比金屬鈦更優(yōu)異。
上述高強度、低密度的鈦合金材料,在航空工業(yè)和軍事工業(yè)中備受關(guān)注重用。一架波音-777型飛機用鈦合金材料達57噸,一架美國F15戰(zhàn)斗機用鈦合金24.5噸。鈦合金是重要的戰(zhàn)略物資材料。
鈦材料的耐蝕性,在醫(yī)療、化工、石油等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,如生產(chǎn)尿素的反應(yīng)塔、氯堿和氯酸鹽電解的電極、純堿工業(yè)、海水淡化中的諸多設(shè)備都要用鈦合金。甚至個人生活中所戴的高品位的眼鏡框架也用鈦合金制造。
鈦合金具有優(yōu)秀的生物兼容性,耐腐蝕、無磁性等優(yōu)良性質(zhì),使它成為重要的生物醫(yī)用材料,用以制造植入人體的人造骨和關(guān)節(jié)。
鈦-鎳合金具有形狀“記憶”功能,通稱形狀記憶合金。用這種合金加工成一定的形狀后,加熱到一定溫度再冷卻,用外力將它變成另一種形狀,隨后再加熱到一定溫度,它又自動恢復(fù)到原先加工成的形狀。這種形狀記憶合金有重要的應(yīng)用。例如,我國嫦娥一號登月衛(wèi)星的太陽能電池板采用形狀記憶合金制作成伸展形的兩翼,衛(wèi)星發(fā)射前將它加熱冷卻,折疊成層狀,緊貼在衛(wèi)星表面的外側(cè),待衛(wèi)星發(fā)射升空后加熱,它就會自動伸展成平整的兩翼。又如用形狀記憶合金作合金管的接頭,先將該管加工成內(nèi)徑稍小于待接管外徑的套管,在接管前將此套管在室溫下加以機械擴管,使其內(nèi)徑稍大于待接管的外徑,將它和待接管套接在一起,將接頭加熱,接管外徑恢復(fù)到原來較小的內(nèi)徑,將兩管牢固而緊密地連接在一起。