合金类型钛的合金可分为以下三大类: •α合金-这些是不可热处理的，通常是非常可焊的。它们具有低至中等强度，良好的缺口韧性，合理的良好延展性，在低温下具有优良的性能。较高的α或接近α合金具有高温蠕变强度和抗氧化性。 •α - β合金-这些合金可在不同程度上进行热处理，大多数是可焊接的，但在焊接区域有一些延展性丧失的风险。他们的力量水平是中等到高的。热成形质量很好，但冷成形经常出现困难。蠕变强度通常不如大多数α合金那么好。 •合金- - -或接近- - -合金易于热处理，通常可焊接，并在中等温度水平下提供高强度。在固溶处理条件下，冷成形性一般较好。 结晶形式钛的冶金主要是在882°C纯金属中发生的晶体转变。在这个温度下，纯钛有一个六角形的紧密排列结构，称为α (α）;在它上面，结构是体中心立方的，称为beta (β）.添加合金对钛的基本影响是改变转变温度和产生两相场，其中同时存在α和β相。在α相中具有广泛溶解度的元素，其特征是提高转变温度，称为α稳定剂。 α稳定器图1代表了在钛中加入α稳定剂(如铝、氧、氮或碳)所形成的二元相图。氧被添加到纯钛中，以产生一系列的等级，随着氧水平的提高，强度也不断增加。铝是唯一的其他alpha稳定剂用于商业，是大多数商业合金的主要组成部分。它是一种非常有效的阿尔法强化元素，在环境和高温下高达550°C。铝的密度低是一个额外的有利特征，但可以添加的量是有限的，因为铝含量超过8%时，会形成脆的钛铝化合物。
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图1所示。α稳定元素对钛的影响 |
α相也因锡或锆的加入而增强。这些金属在相和相中都有明显的溶解度，由于它们的加入对转变温度没有显著影响，它们通常被归类为中性添加物。与铝一样，锡和锆的有利环境温度硬化效应在高温下被保留。图2示意性地演示了钛和中性元素的相图。
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图2。中性元素对钛的影响。 |
β稳定器
降低转变温度，容易溶解和加强相和表现出低相溶解度的元素被称为稳定剂。他们可以分为两类根据他们对钛的体质行为: •Beta-isomorphous元素 •Beta-eutectoid元素。 Beta-Isomorphous元素同晶元素与钛具有完全的互溶性。随着溶质元素的增加，转变温度逐渐降低，形成如图3所示的特征相图。钼和钒是最重要的同形元素，而铌和钽在某些合金中也有应用。
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图3。同形元素对钛的影响。 |
Beta-Eutectoid元素β共析元素限制了β在钛中的溶解度，通过β相的共析分解形成金属间化合物。一个有代表性的相图如图4所示。-共析型元素可进一步细分为惰性元素和活性元素。在经济不景气的金属类别中具有重要商业价值的金属是铁、铬和锰。在钛-铁、钛-铬和钛-锰系统中β相的共析分解是如此缓慢，以至于在正常的商业制造和热处理或使用期间不发生金属间化合物的形成，因此，在实际用途上，铁的行为。铬和锰可与β同形元素相比较。
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图4。β共析元素对钛的影响。 |
相比之下，铜和硅形成活性共析体系，在共析温度以下，β相在商业可接受的时间内分解为α和金属间化合物。因此，控制金属间化合物的沉淀可用于提高含有适当浓度硅或铜的钛合金的强度。 B的优点埃塔合金除了加强β相，β稳定剂还有两个重要的优势，作为合金成分。β钛具有天生较低的变形抗力比α改性，因此，增加和稳定β相的元素往往在热加工和冷加工过程中提高合金的可制造性。在钛成分中加入足够的β稳定剂，也可以提供热处理能力，通过热处理过程中β相到α相的受控分解，可以实现显著的强化。 总结到目前为止，讨论的都是具有重要商业价值的合金元素的结构行为，所有这些元素都与钛形成坚实的固溶体。这意味着在钛的两种晶体形态中，溶质原子取代或取代了钛原子。相反，氧、氮、碳和氢元素，它们总是存在于钛中，形成间隙性固溶体，其中溶质原子位于钛原子之间的“空穴”或间隙中。氧，氮和碳是稳定剂。另一方面，氢优先溶解在-相中，在-中的溶解度可以忽略不计，因此被归类为-稳定剂。氢与其他间隙元素的进一步区别在于，在高温下，氢在钛中的扩散速度很快。 |