钛和钛合金与其他金属一样，在化学、物理和机械性能方面具有它独自的特点。有些性能不同于碳钢、不锈钢等黑色金属；也不同于常用的有色金属——铝、铅等。因此，在使用钛材时必须注意以下的这些特点：

（1）钛是一种化学性质非常活泼的金属，在较高温度下可与许多元素和化合物发生反应，特别是与空气中的氮、氧、氢等气体发生反应，使钛的性能变坏。这是在钛的熔炼、加工、制造和使用过程中必须认真考虑的一个问题。

（2）钛的线膨胀系数约为碳钢的三分之二；相当于不锈钢的一半。当用钛制造碳钢或不锈钢容器的衬里时；或者用钛制造管壳式热交换器列管，而外壳用碳钢或不锈钢制造时，要认真考虑设备在升降温过程中，衬里和列管承受的热应力。

（3）钛的导热系数比碳钢小4.5倍，比不锈钢稍低。因此，钛制设备在高温下使用时，在壳壁中易形成高的温度梯度，导致产生较大的热应力或热疲劳应力。但此缺点为它的线膨胀系数较低而有所补偿。因此，钛的导热系数虽低；但不影响传热效率。这是由于钛具有较好的抗污染能力；不是气体呈膜状凝结而成滴状凝结；能耐较高流速的冲刷腐蚀，能使设备壁或管壁做得很薄的高强度等特点。因此，钛具有较好的传热性能。

（4）钛的熔点较高，通常为1668±4℃。比碳钢约高130℃、比不锈钢约高243℃。再加上它的导热系数较低。因此，焊缝金属在高温区的停留时间稍长，宜造成晶粒粗大，塑性降低和焊接时易产生较大的残余应力。这是在设计焊接结构是必须仔细考虑的。

（5）钛的导电性较差。若以铜的导电率为100%，则钛仅为3.1%。但它的导电率接近于不锈钢。这是在设计钛电极时必须考虑的。

（6）钛的弹性模量较低，约为碳钢或不锈钢的二分之一左右。所以在设计抗弯曲的构件时，应给于特别的注意。

（7）钛具有显著的回弹特性，其回弹能力是不锈钢冷成形时的2~3倍。这是由于钛的屈服限与弹性模量比值大和屈强比也较大，以致在成形时零件内部存在着较大的应力。所以钛设备一般不适于冷态冲压加工；而需要用热成型或者冷冲压热矫形工艺。

（8）钛和不锈钢一样，容易发生粘连。因此，对于未经特殊处理的钛不易制作承受摩擦的工件；否则，他们会因擦伤或咬死而迅速报废。在不得不采用钛作为运动元件时，必须选择可以使钛承受摩擦的材料（如塑料）制成摩擦副件；或者表面进行硬化处理；或者使用不同牌号的钛合金制成摩擦副。在螺旋摩擦副中应采用间隙较大的螺旋配合或加润滑剂。

（9）钛的抗拉强度随着温度的升高而降低。当温度达到250℃时，其抗拉强度只有室温下的一半。而且钛的拉伸曲线没有物理屈服极限，只有条件屈服极限。因此，在计算钛设备的强度时，必须选用设计温度下的强度限。

（10）钛的抗蠕变性能差，不仅在高温，即使在常温下也发生蠕变行为。它的蠕变极限通常先随温度增加而降低；但到120℃时，蠕变极限开始重新增加，在200℃时达..值。此后，蠕变极限又随温度继续增加而降低。通常在200~300℃的温度范围内遵循稳定的蠕变特性。因此，在计算钛制设备强度时，不仅需要按设计温度下的强度限计算；而且还需按蠕变限进行校核。

（11）工业纯钛的塑性与温度有特殊的关系。由室温至200℃时，钛的相对延伸率增加。在继续升温，则开始下降。在450~500℃时相对延伸率达到..小值，随后又明显上升。因此，它的使用温度..不超过350℃。

（12）国产工业纯钛的冲击强度较低，有的在室温下仅8.0kg·m/cm²。但随着温度的上升而增加。当温度超过200℃时，冲击强度迅速增加。到550℃时，冲击强度可达18kg·m/cm²左右。而且它的冲击值随着杂质含量增加而降低。所以在设计钛制设备时，应尽量避免应力集中，防止产生过大的局部峰值应力。

（13）钛的硬度和强度随着冷变形的程度增加而增加。如冷变形度为80%的试样的强度极限比完全退火的试样大1倍。随着冷变形程度的提高，延伸率值迅速下降。当冷变形度超过50%时，延伸率降到10%以后，不再继续下降。而且钛的机械性能与变形速率有关。当拉伸速率由0.01分钟提高到1.5分钟时，它的强度限由36.5kg·N/mm²提高到42.5kg·N/mm²；延伸率明显下降，随后又上升。因此，钛材在冷冲压时，要严格控制变形程度和变形速率。

（14）钛具有较优良的抗疲劳性能；但对缺口的敏感性较高。在旋转弯曲实验中，其疲劳强度对拉伸强度的比值约为60%；而一般碳钢仅是拉伸强度的45%左右。表面光洁度对疲劳强度也有较大的影响。高度抛光表面的试棒比机加工表面的试棒具有较高的疲劳强度。所以在设计钛制设备时，应避免结构的不连续性和焊缝应尽可能平滑。

（15）钛不能与其他金属熔焊。这是因为钛的熔点比其他金属高；而且已形成脆性的金属间化合物，引起焊缝脆化。在容器内进行部分衬里时应特别注意结点的设计。在需要与其他金属连接时，可采用粘接、钎焊、爆炸焊和螺栓连接。

（16）钛设备的焊接接头设计和其他金属采用的接头形式相似；但由于熔融钛具有更大的流动性。因此，它比其他金属装配的更紧密。在对接焊薄板时，对于等边对接接头通常不留钝边间隙。如果街头装配的满意的话，这些焊缝可不加填充焊丝。当板厚超过1.5毫米时，为了..焊透，采用留钝边间隙或单V型坡口。对于这些接头要求增加焊丝。对于厚板或厚断面采用单V型或双V型坡口。在这些情况下，接头应设计成需要..小的焊道和便于焊缝根部保护。

（17）在设计钛铸件时，应该牢记钛具有较窄的液相线——固相线的温度区间。这种迅速凝固的倾向有利于铸件的定向凝固；但往往导致在热量集中的地方产生裂纹和缩孔。钛铸件的各相邻部位应避免厚薄截面的急剧变化和尖角。在无法避免时，无论是厚度变化或是尖角部位，都应该有足够半径的圆角过渡。铸件的界面应该是带有锥度的均匀截面。在所有的垂直面上，都应该考虑较大的拔模斜度；并应考虑冒口位置和除去这些浇冒口后不需要精磨。

（18）钛的攻丝是比较难的工序。这是因为丝锥中有限切屑沟和钛的严重粘着作用，均导致螺纹恶化。当切削终止时钛易紧锁在丝锥上，导致丝锥断裂。因此，在设计钛设备时应避免盲孔和过长的通孔；同时应适当放松配合等级公差。

（19）国产钛管的延伸率在28~40%的范围内波动；而不锈钢的延伸率在50~60%的范围内。因此，钛制管壳式换热器的胀管间隙应比不锈钢制的小；否则，在胀接时列管易出现裂纹。

（20）钛在切削过程中，由于产生塑性变形，和在高的切削温度下，钛很容易吸收大气中的氧、氮形成硬而脆的外皮，而产生加工硬化现象。其结果不仅降低零件的疲劳强度；而且会加剧刀具的磨损和给以后的加工带来困难。因此，在切削钛材时一般选用较低的切削速度、较大的切削深度和进给量。并且采用合适的冷却润滑液，进行高压冷却。来降低切削温度，提高加工表面质量和刀具的耐用度。

（21）钛板料具有各向异性。通常垂直于轧制方向弯曲比平行于轧制方向弯曲性能好。