تیتانیوم نوع جدیدی از فلز است، خواص تیتانیوم مربوط به محتوای کربن، نیتروژن، هیدروژن، اکسیژن و سایر ناخالصی‌های موجود است، خالص‌ترین میزان ناخالصی یدید تیتانیوم بیش از 0.1 درصد نیست، اما استحکام آن کم، انعطاف پذیری بالا است.
- استحکام بالا
چگالی آلیاژ تیتانیوم به طور کلی حدود 4.51 گرم در سانتی متر مکعب است، فقط 60٪ فولاد، چگالی تیتانیوم خالص نزدیک به چگالی فولاد معمولی است، برخی از آلیاژهای تیتانیوم با استحکام بالا از استحکام بسیاری از فولادهای ساختاری آلیاژی فراتر می روند. بنابراین، استحکام خاص آلیاژهای تیتانیوم (استحکام / چگالی) بسیار بیشتر از سایر مواد ساختاری فلزی است، می تواند واحدهایی با استحکام بالا، استحکام خوب، قطعات سبک وزن تولید کند. آلیاژهای تیتانیوم در اجزای موتور، اسکلت ها، پوسته ها، بست ها و ارابه های فرود هواپیما استفاده می شود.
- استحکام حرارتی بالا
استفاده از دما نسبت به آلیاژ آلومینیوم چند صد درجه بالاتر در دمای متوسط می تواند همچنان استحکام مورد نیاز را حفظ کند، می تواند در دمای 450 ~ 500 درجه کار طولانی مدت این دو نوع آلیاژ تیتانیوم در محدوده 150 باشد. درجه ~ 500 درجه هنوز هم استحکام خاص بالا، و آلیاژهای آلومینیوم در 150 درجه از قدرت کاهش آشکار است. دمای کار آلیاژ تیتانیوم می تواند به 500 درجه برسد، در حالی که آلیاژ آلومینیوم زیر 200 درجه است.
- مقاومت در برابر خوردگی خوب
آلیاژ تیتانیوم در جو مرطوب و آب دریا کار رسانه، مقاومت در برابر خوردگی آن به مراتب بهتر از فولاد ضد زنگ است. حفره، خوردگی اسیدی، مقاومت در برابر خوردگی استرس به ویژه قوی است. قلیایی، کلرید، کلر، اقلام آلی، اسید نیتریک، اسید سولفوریک و غیره مقاومت در برابر خوردگی عالی دارند. با این حال، تیتانیوم مقاومت خوردگی ضعیفی نسبت به کاهش اکسیژن و محیط های نمک کروم دارد.
- عملکرد خوب در دمای پایین
آلیاژ تیتانیوم در دمای پایین و دمای فوق العاده پایین، هنوز هم می تواند خواص مکانیکی خود را حفظ کند. عملکرد خوب در دمای پایین، آلیاژ تیتانیوم با فاصله بسیار کم، مانند TA7، در درجه -253 نیز می تواند درجه خاصی از انعطاف پذیری را حفظ کند. بنابراین، آلیاژ تیتانیوم نیز یک ماده ساختاری مهم در دمای پایین است.
- فعالیت شیمیایی بزرگ
تیتانیوم از نظر شیمیایی فعال است و واکنش های شیمیایی قوی با O، N، محصولات آلیاژ تیتانیوم، CO، CO2، بخار آب و آمونیاک موجود در جو دارد. محتوای کربن بیشتر از 0.2% باعث ایجاد TiC سخت در آلیاژ تیتانیوم می شود. دمای بالاتر و نقش N نیز لایه سطح سخت قلع را تشکیل می دهد. در 600 درجه یا بیشتر، تیتانیوم اکسیژن را جذب می‌کند تا یک لایه سخت شده با سختی بالا تشکیل دهد. محتوای هیدروژن افزایش می یابد، بلکه تشکیل لایه تردی. جذب گاز و تولید سخت و شکننده لایه سطحی عمق تا 0.1 ~ 0.15 میلی متر، درجه سخت شدن 20٪ ~ 30٪ است. میل ترکیب شیمیایی تیتانیوم نیز بزرگ است، به راحتی ایجاد پدیده چسبندگی با سطح اصطکاک است.
- هدایت حرارتی و خاصیت ارتجاعی اندک است
رسانایی حرارتی تیتانیوم λ=15.24W/(mK) حدود 1/4 نیکل، 1/5 آهن، 1/14 آلومینیوم است و آلیاژهای مختلف تیتانیوم رسانایی حرارتی حدود 50 درصد کمتر از آن دارند. از تیتانیوم مدول الاستیسیته آلیاژ تیتانیوم حدود 1/2 فولاد است، بنابراین سختی آن ضعیف است، به راحتی تغییر شکل می دهد، برای ساخت میله های باریک و قطعات جدار نازک مناسب نیست، و برگشت سطح ماشینکاری شده هنگام برش بسیار زیاد است. حدود 2 تا 3 برابر بیشتر از فولاد ضد زنگ، که منجر به اصطکاک شدید، چسبندگی و سایش سطح تیغه عقب ابزار می شود.
