鈦的蘊藏量十分豐富,在地球上鈦的儲置約占地殼總重的0.61%,在所有元素中占第十位,居于氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫之后,按金屬元素計,為第7位;在常用金屬中則僅次于鋁、鐵和鎂,占第四位;比銅、鎳、鉛、鋅的總和還多十余倍。但由于它的高溫性質特別活潑,很難提純,因此金屬鈦直到二十世紀四十年代才生產出來。第二次世界大戰后首先在真空爐中成功地用鎂還原四氯化鈦獲得了海綿鈦,工業上開始少量應用。冶煉技術一經突破并投入工業生產后,這種新材料迅速受到人們的重視。隨著鈦材需求量的增加,鈦及鈦合金的產量一定會有大的增長。
鈦及鈦合金由于具有優良的耐腐蝕性能、較高的強度和比強度以及能耐較高的溫度,已作為一種工業材料在飛行器制造行業得到了廣泛的應用。


4.1鈦合金在飛行器結構上的應用
1.在飛機上的應用
鈦合金是現代飛機承力結構中最有應用前景的材料。同鋁合金及鋼相比,它具有更高的比強度。同時,其耐腐蝕性、疲勞抗力均很高。在高溫下不可能采用鋁合金時,鈦合金卻能有效地工作。考慮到飛機結構承力部件(壁板、緣條、隔框、梁、接頭及起落架等的特點,制造時要用到厚板、模鍛件(鍛件)、鑄件,以及擠壓型材、軋制型材和薄板等半成品。設計此類疲勞危險的結構部件,要求選用高比強度,最大斷裂韌性和最小裂紋擴展速率的材料。鈦合金可滿足要求,方法是對不同半成品采用不同的變形加工和熱處理,形成必需的冶金組織;針對鈦合金的所有特點,研究制訂出鈦合金零部件的加工工藝。
結構的重量效率是主要的質量指標之一。改進半成品及決定結構件采用何種連接,對提高結構重量總效率起著十分重要的作用。這不僅取決于設計任務書,還取決于結構材料的工藝性能。對兩塊壁板的等壽命對接結構分析得知,焊接接頭具有最高的重量效益,且電子束焊接優于其它焊接,因此選擇鈦合金制造飛機結構的主要要求之一是合金本身要有良好的可焊性。而鈦合金Ti-6Al-4V就具有良好的可焊性。
從技術和質量上考慮,,飛行器制造工業都是金屬鈦的最大用戶,從板、管材到鑄件、鍛件,消耗鈦加工材達60%以上。在1980年前,民用機與軍用機都想在機體上采用鈦制部件,但因成本問題而受到限制。然而燃料費在美國各主要航空公司的經營成本中所占的比例自1970年以來一直在上升(1970年占12%,1980年占28%,1990年占31%),從而推動了具有高比強度的鈦部件在飛機上的廣泛應用。因使用鈦部件而使初期投資增加的部分,可因節省航運費和維修費而完全抵消。加上定期客機效率的改善,使得波音公司投資數十億美元,開發了節能效率好的757型和767型客機。
