论述了常用钛及钛合金的特性，介绍了国内外钛合金阀门应用现状及部件选材，分析了钛阀使用中应注意的问题，提出了我国今后钛阀门的主要应用领域和发展前景。

1、概述

钛及钛合金质量轻，强度高，屈强比高，无磁性，有生物惰性，并具备优良的耐腐蚀性能。在海水环境中，钛及钛合金几乎不发生腐蚀，在大部分化学介质中具有极好的耐蚀性。目前，随着科技的进步以及各行各业对新材料应用力度的加大，钛阀门作为各种特殊环境及特殊流体介质输送系统的必备产品已被大量应用。然而不同领域及行业的流体介质和环境条件不尽相同，对钛阀所用材料的性能等要求有所不同。同时，由于钛阀不同组件性能要求存在差异，成型工艺不同，以及为降低成本部分部件需选用代用材料等因素影响，选材成为钛阀门设计制造中必须首要考虑的技术问题之一，而受到普遍的关注和重视。

2、常用钛及钛合金

2.1、工业纯钛

工业纯钛系指几种具有不同的Fe、C、N、O等杂质含量的非合金钛。工业纯钛不能进行热处理强化，成型性能优良，易于熔焊和钎焊。工业纯钛实际应用广泛，真空技术网(http://www.chvacuum.com/)调研后发现典型变形工业纯钛牌号有TA1、TA2和TA3等；典型铸造工业纯钛牌号有ZTA1、ZTA2和ZTA3。

2.2、钛合金

钛合金是以钛为基体，加入Al、Sn、Cr、Mo和Mn等元素组成的合金。钛合金通常按照退火态相组成进行分类，划分为α型、β型和α+β型钛合金。α型钛合金主要成分为Ti中加入Al、Sn、Cr等α稳定元素的合金，其退回状态下的组织为单相α固溶体。α型钛合金不能热处理强化，其强度比β型和α+β型钛合金低，但在500～600℃使用时能保持良好的高温强度。α型钛合金具有良好的焊接性能、铸造性能、压力加工性能、组织稳定性和无冷脆性，缺点是较低的工艺塑性及对氢脆的敏感性。α型钛合金实际应用广泛，典型α型变形钛合金 牌号有TA5、TA7、TA9等。

β型钛合金主要成分为Ti中加入Cr、Mo、V等元素的合金，这类合金经淬火处理后得到β固溶体组织，具有较高的强度和冲击韧性，压力加工性能和焊接性能良好。但是β型钛合金的组织和性能不稳定，熔炼工艺复杂，应用较少。稳定的β型钛合金有TB7和Ti40。

α+β型钛合金的室温组织为α+β组织，是在稳定状态下含5%～25%的β相以及从β区急剧冷却形成α型马氏体相的α+β钛合金，它可通过热处理淬火加时效处理强化。α+β型钛合金力学性能范围较宽，在宽广的温度范围内有较好的综合性能，可适合各种不同的用途。典型α+β型变形钛合金 牌号有TC4、TC11和TC16等。典型α+β型铸造钛合金 牌号有ZTC3、ZTC4和ZTC5。

3、钛的力学性能

铸造用钛金属必须具备良好的流动性和工艺性，国内外典型铸造钛及钛合金的力学性能见表1。锻造用钛金属必须具备良好的塑性，国内外典型锻造钛及钛合金的力学性能见表2。

钛中经常存在的O、C和N等杂质对钛的力学性能影响很大，它们能提高钛的强度而降低其塑性，其N的影响较大，C的影响较小，O的影响居中。另外，B、Be和Al等元素对提高钛的强度影响较大，而Cr、Mo、Mn、Fe、V和Sn等对钛的强度影响较小。Al常作为α型、α+β型钛合金中的α稳定元素和重要合金元素，对合金有细化晶粒，提高再结晶温度和相变温度，并有显著强化作用，且能够降低合金密度，增加合金弹性模量。Mo常作为β型、α+β型钛合金中的β稳定元素和重要的合金元素，旨在不显著降低材料塑性的情况下，有较大的强化作用，能够同时提高材料的断裂韧性、耐蚀性，降低其应力腐蚀敏感性。