钛（Ti）在地球上储量丰富，已知的钛矿物有140多种，但工业应用主要是钛铁矿和金红石，其中中国钛铁矿储量占到全球储量的28%，排名全球第一。钛是世界上公认的无毒元素，开采和生产成本高，价格昂贵。由于耐高低温、抗强酸碱、高强度、低密度等一系列资质，成为NASA同款火箭卫星专用材料，也被应用于我国的玉兔号、歼20、山东舰航母等超级项目。此外，Ti 以其天然具有的抑菌性与亲生物性，一跃成为是食器界的“荣誉金属王”。
也叫工业纯钛或商业纯钛，是按照杂质元素的含量划分等级的。它具有优良的冲压工艺性能和焊接性能，对热处理及组织类型不敏感，在令人满意的塑性条件下具有一定的强度。它的强度主要取决于间隙元素氧、氮的含量。99.5%工业纯钛的性能为：密度P=4.5g/cm3（仅为钢的60%），熔点为1800°C（使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度，可在450-500°C的温度下长期工作，而铝合金在150°C时比强度明显下降，钛合金的工作温度可达500°C，铝合金则在200°C以下），导热系数λ=15.24W/(M.K)，抗拉强度σb=539MPa（纯钛的强度接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度，因此钛合金的比强度（强度/密度）远大于其他金属结构材料），伸长率：δ =25%，断面收缩率ψ=25%，弹性摸量E=1.078×105MPa，硬度HB195。
钛合金是比较年轻的金属，从发现到现在约六七十年的历史。钛合金材料具有质量轻，强度大，弹性小，耐高温和耐腐蚀等特点，主要用于航空发动机，火箭，导弹等部件。钛有两种同素异构体，熔点为1720°C。在低于882°C时呈密排六方晶体格结构，称为α 钛；在882°C以上呈体心立方品格结构，称为β钛，利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。
钛合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：
① α 稳定元素：稳定a相、提高相转变温度的元素。有铝、镁、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度，降低比重、增加弹性摸量有明显效果。
② β稳定元素：稳定β相、降低相变温度的元素。又可分同晶型和共析型二种，前者有钼、铌、钒等：后者有铬、锰、铜、硅等。
③ 中性元素：对相变温度影响不大的元素，有锆、锡等。
根据室温下钛合金的组织不同，可将钛合金分为以下几类：
它是α相固熔体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强，在500°C~600°C的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。
它是β相固熔体组成的单相合金，未热处理却具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372~1666MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。
它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能能较好的进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50%~100%；高温强度高，可在400°C ~ 500°C的温度下长期工作。其热稳定性次于α钛合金。
三种钛合金中最常用的是α钛合金和α＋β钛合金；α钛合金的切割加工件最好，α＋β钛合金次之，β钛合金最差。钛合金按照用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金（钛-钼，钛-钯合金等）、低温合金以及特殊功能合金（钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金）等。
TA2（美标Gr2）：工业纯钛
由于其多样化的可用性和广泛的可用性，TA2级钛被称为商业纯钛工业的“主力”。它与TA1级钛合金具有许多相同的品质，但略强。两者同样耐腐蚀。该牌号具有良好的可焊性，强度，延展性和可成形性。这使得TA2级钛棒和钛板材成为建筑、发电、医疗行业等许多应用领域的首选。
TA9（美标Gr7）：Ti-0.2Pb
TA9级在机械和物理上等同于TA2级，除了添加间隙元素钯，使其成为合金。7级具有优异的可焊性和特性，是所有钛合金中耐腐蚀性最强的。事实上，它在还原酸中最耐腐蚀。TA9级用于化学工艺和生产设备部件。TA9拥有极其强的耐腐蚀性能，尤其在还原酸性环境中。
TA10 （美标Gr12）: Ti-0.3Mo-0.8Ni
TA10级钛因其高质量的可焊性而具有“优异”等级。它是一种高度耐用的合金，可在高温下提供很大的强度。TA10级钛具有与300系列不锈钢相似的特性。该合金可以使用压制成型，水压成型，拉伸成型或落锤法进行热或冷成型。它以各种方式形成的能力使其在许多应用中有用。这种合金的高耐腐蚀性也使其对那些需要考虑缝隙腐蚀的制造设备具有无法估量的价值。TA10级可用于以下行业和应用：壳和热交换器、湿法冶金应用、高温化学制造、海运和机票组件。
TC4 (美标Gr5）: Ti-6Al-4V
被称为钛合金的“主力”的是Ti6Al-4V或5级钛，是所有钛合金中最常用的。它占全世界钛用量总量的50％。它的可用性在于它的许多好处。可以对Ti6Al-4V进行热处理以增加其强度。它可以在高达600°F的使用温度下用于焊接结构。该合金具有重量轻，有用的可成形性和高耐腐蚀性的高强度。Ti6AI-4V的可用性使其成为用于多个行业的最佳合金，如航空航天，医疗，船舶和化学加工行业。如：飞机涡轮机、发动机部件、飞机结构部件、航空航天紧固件、高性能自动零件、海洋应用、运动器材。
TC6: Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si
钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60%，纯钛的强度接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度，因此钛合金的比强度（强度/密度）远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、韧性好、质轻的零、部件、在飞机发动机结构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度，可在450-500°C的温度下长期工作这两类钛合金在150°C-500°C范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150°C时比强度明显下降，钛合金的工作温度可达500°C，铝合金则在200°C以下。
钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其他抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强，对碱，氯化物，氯的有机物品，硝酸，硫酸等有优良的抗腐蚀能力，但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能，低温性能好，间隙元素极低的钛合金，如TA7，在－253°C下还能保持一定的塑性，因此，钛合金业是一种重要的低温结构材料。
钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2%时，会在钛合金中形成硬质TiC；温度较高时，与N作用会形成TiN硬质表层；
在600°C以上时，钛吸收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量上升，也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1-0.15mm，硬化程度为20%·30%。钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生的黏附现象。
钛的导热系数λ=15.2W/（M,K)约为镍的1/4，铁的5/1，铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%，钛合金的弹性摸量约为钢的1/2，故其刚性差、易变形，不宜制作细长杆和薄壁件，切割时加工表面的回弹量大，约为不锈钢的2·3倍，造成刀具后刀面的剧烈摩擦、黏附、粘结磨损。
钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在加热工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还是抗磨性差，生产工艺复杂。 钛及钛合金的特性与牌号_检测资讯_嘉峪检测网 (anytesting.com)钛及钛合金的分类及缺优点 - 知乎 (zhihu.com)
