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钛是一种化学元素，符号为Ti，原子序数为22。它有时被称为“太空时代金属”，密度低，强度大，光泽好，耐腐蚀(包括海水(王水和氯)银色的过渡金属。

钛于1791年由威廉·格雷戈在英国发现，马丁·海因里希·克拉普洛斯以希腊神话中的泰坦命名。这种元素存在于许多矿床中，主要是金红石和钛铁矿，它们广泛分布在地壳和岩石圈中，几乎在所有生物、岩石、水体和土壤中都有发现。金属是通过Kroll法或Hunter法从其主要矿物矿石中提取出来的。它最常见的化合物是二氧化钛，是一种受欢迎的光催化剂，用于制造白色颜料。其他化合物包括四氯化钛(TiCl4)，一种烟幕和催化剂的成分;三氯化钛(TiCl3)，在聚丙烯生产中用作催化剂)。

钛可以与铁合金化，铝为航空航天(喷气发动机、导弹和航天器)、军事、工业过程(化学品和石油化工、海水淡化厂、纸浆和造纸)、汽车、农业食品、医疗假体、骨科植入物、牙科和根管治疗仪器和文件、牙科植入物、体育用品、珠宝、移动电话和其他应用生产轻质强合金。

这种金属形式的两个最有用的特性是耐腐蚀和在所有金属中最高的强度重量比。在纯合金状态下，钛的强度与一些钢相当，但重量轻45%。该元素有两种同素异构体形式和五种自然存在的同位素，46Ti到50Ti，其中48Ti最为丰富(73.8%)。钛的化学性质和物理性质都与锆相似，因为二者的价电子数量相同，在元素周期表中属于同一基团。

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3.7235|3.7035|3.7025

Ti年级	爹妈	ASTM / ASME	W.Nr。
Ti等级1 (CP Ti)	R50250	1级	W.Nr。3.7025
Ti等级2 (CP Ti)	R50400	2级	W.Nr。3.7035
Ti等级3 (CP Ti)	R50550	三年级	W.Nr。3.7055
钛7级	R52400	7年级	W.Nr。3.7235
Ti 9级	R56320	9年级	W.Nr。3.7195
钛11级	R52250	11年级	W.Nr。3.7225
Ti 12级	R53400	12年级	W.Nr。3.7105
Ti 16级	R52402	16级	- - - - - -

描述	大小	标准
无缝管	外径:3mm-89mm最大长度:18000mm	asme sb338 din 17861 din17869
焊接管	外径:6mm-89mm最大长度:18000mm	asme sb .
无缝钢管	外径:21.3 mm-508mm最大长度:14000mm	asme sb 861
焊管	OD: 168.3 mm - 1220 mm	Astm b862 asme sb 862

特征

物理性质

钛是一种金属元素，因其高的强度重量比而闻名。它是一种密度低、韧性强(特别是在无氧环境中)、有光泽、呈金属白色的金属。相对较高的熔点(超过1650°C或3000°F)使其成为一种有用的耐火金属。它是顺磁性的，具有相当低的电导率和热导率。商业级别(纯度99.2%)的钛具有终极性能抗拉强度约63,000 psi (434 MPa)，相当于普通的低品位钢合金，但轻45%。钛is 60% more dense than aluminium, but more than twice as strong as the most commonly used 6061-T6 aluminium alloy. Certain titanium alloys (e.g., Beta C) achieve tensile strengths of over 200,000 psi (1,400 MPa). However, titanium loses strength when heated above 430 °C (806 °F).

它是相当硬的，虽然不像某些等级的热处理钢那样硬，无磁性，是热和电的不良导体。加工需要预防措施，因为如果不使用锋利的工具和适当的冷却方法，材料将软化和癌变。和钢结构一样，钛结构也有疲劳极限，这保证了在某些应用中使用寿命钛合金的比刚度通常也不如铝合金、碳纤维等其他材料，因此在对刚度要求较高的结构中使用较少。

该金属是一种二形同素异形体，其六边形α形态在882°C(1620°F)时转变为体心立方(晶格)β形态。形式的比热显著增加，当它被加热到这个转变温度，然后下降，并保持相当恒定的β形式，无论温度。类似于锆和铪，存在一个额外的ω相，它在高压下是热力学稳定的，但在环境压力下是亚稳态的。这种相通常是六方(理想)或三角(扭曲)，可以看作是由于β相的软纵向声学声子导致原子(111)平面的坍塌。金博宝188体育投注地址

化学成分

钛最引人注目的化学特性是它的优良耐腐蚀性能;它几乎和铂一样耐腐蚀，能够抵抗稀硫酸、盐酸以及氯气、氯化物溶液和大多数有机酸的攻击。然而，它可溶于浓酸。下面的Pourbaix图表明，钛实际上是一种热力学反应性很强的金属。

然而，它与水和空气反应很慢，因为它会形成一层被动的、保护性的氧化涂层，防止其进一步反应。当它最初形成时，这层保护层只有1-2纳米厚，但继续缓慢增长;四年内达到25纳米的厚度。然而，当暴露在空气中的高温时，它很容易与氧气发生反应。

这在空气中1200°C(2190°F)和纯氧中610°C(1130°F)时发生，形成二氧化钛。因此，金属不能在露天熔化，因为它在达到熔点之前就燃烧了。熔化只有在惰性大气或真空中才可能发生。在550°C(1022°F)时，它与氯结合。它还和其他的卤素反应并吸收氢。

钛是少数几种在纯氮气中燃烧的元素之一，在800°C(1470°F)的温度下反应生成氮化钛，从而导致脆化。实验表明，天然钛在受到氘核轰击后会产生放射性，主要发射正电子和硬伽马射线。

化合物

钛化学中+4氧化态占主导地位，但+3氧化态的化合物也很常见。由于这种高氧化状态，许多钛化合物具有高度的共价键。星蓝宝石和红宝石的星形来自于其中的二氧化钛杂质。钛酸盐是由二氧化钛制成的化合物。钛酸钡具有压电特性，因此有可能用作声电相互转换中的换能器。钛酯是由醇和四氯化钛反应形成的，用于防水织物。

氮化钛(TiN)硬度相当于蓝宝石和碳化硅(莫氏9.0级)，常用于切削工具，如钻头。它还被用作金色的装饰饰面，并作为半导体制造中的屏障金属。

四氯化钛(Titanium (IV)氯化钛，TiCl4，有时被称为“tickle”)是一种无色液体，用作制造颜料用二氧化钛的中间体。它作为路易斯酸在有机化学中被广泛应用，例如在Mukaiyama醛醇缩合中。钛also forms a lower chloride, titanium(III) chloride (TiCl3), which is used as a reducing agent. Titanocene dichloride is an important catalyst for carbon-carbon bond formation. Titanium isopropoxide is used for Sharpless epoxidation. Other compounds include titanium bromide (used in metallurgy, superalloys, and high-temperature electrical wiring and coatings) and titanium carbide (found in high-temperature cutting tools and coatings).

发生|

2003年生产二氧化钛，以千吨计。生产商生产
占总数的%
澳大利亚1291.0 30.6
南非850.0 20.1
18.2 .加拿大
挪威382.9 9.1
乌克兰357.0 8.5
其他国家
总世界4221.0 100.0

由于四舍五入，值的和不等于100%。钛is always bonded to other elements in nature. It is the ninth-most abundant element in the Earth’s crust (0.63% by mass) and the seventh-most abundant metal. It is present in most igneous rocks and in sediments derived from them (as well as in living things and natural bodies of water). Of the 801 types of igneous rocks analyzed by the United States Geological Survey, 784 contained titanium.Its proportion in soils is approximately 0.5 to 1.5%.

它分布广泛，主要存在于锐钛矿、布鲁克矿、钛铁矿、钙钛矿、金红石、钛矿(斯芬尼)以及许多铁矿石中。在这些矿物中，只有金红石和钛铁矿具有经济价值，但即使是它们也很难找到高浓度的。在澳大利亚西部、加拿大、中国、印度、新西兰、挪威和乌克兰存在大量含钛钛铁矿矿床。北美和南非也开采大量金红石，每年生产9万吨金红石和430万吨二氧化钛。据估计，钛的总储量超过6亿吨。

钛包含在陨石中，已在太阳和m型恒星中被检测到，m型恒星是最冷的恒星类型，表面温度为3200°C(5790°F)。阿波罗17号任务从月球带回的岩石中含有12.1%的TiO2。煤灰、植物、甚至人体中也含有这种物质。

同位素

主要文章:钛的同位素
天然钛由5种稳定同位素组成:46Ti、47Ti、48Ti、49Ti和50Ti，其中48Ti含量最高(自然丰度为73.8%)。对11种放射性同位素进行了表征，其中最稳定的是44Ti，其半衰期为63年，45Ti半衰期为184.8分钟，51Ti半衰期为5.76分钟，52Ti半衰期为1.7分钟。所有剩下的放射性同位素的半衰期都小于33秒其中大多数的半衰期都小于半秒。
钛的同位素原子量从39.99 u (40Ti)到57.966 u (58Ti)不等。最丰富的稳定同位素48Ti之前的初级衰变模式为电子捕获，之后的初级衰变模式为β发射。48Ti前的一次衰变产物为元素21(钪)同位素，48Ti后的一次衰变产物为元素23(钒)同位素
．
历史

Martin Heinrich Klaproth以希腊神话中的泰坦命名钛。钛was discovered included in a mineral in Cornwall, England, in 1791 by amateur geologist and pastor William Gregor, then vicar of Creed parish.[30] He recognized the presence of a new element in ilmenite when he found black sand by a stream in the nearby parish of Manaccan and noticed the sand was attracted by a magnet. Analysis of the sand determined the presence of two metal oxides; iron oxide (explaining the attraction to the magnet) and 45.25% of a white metallic oxide he could not identify. Gregor, realizing that the unidentified oxide contained a metal that did not match the properties of any known element, reported his findings to the Royal Geological Society of Cornwall and in the German science journal Crell’s Annalen. Around the same time, Franz-Joseph Müller von Reichenstein produced a similar substance, but could not identify it. The oxide was independently rediscovered in 1795 by German chemist Martin Heinrich Klaproth in rutile from Hungary. Klaproth found that it contained a new element and named it for the Titans of Greek mythology. After hearing about Gregor’s earlier discovery, he obtained a sample of manaccanite and confirmed it contained titanium.

从各种矿石中提取钛的过程既费力又昂贵;在有碳存在的情况下加热，不可能以正常方式还原，因为那样会产生碳化钛。纯金属钛(99.9%)于1910年由伦斯勒理工学院的马修·a·亨特(Matthew A. Hunter)通过亨特工艺在700-800°C加热TiCl4和钠，首次制备出来。直到1932年，威廉·贾斯汀·克罗尔(William Justin Kroll)证明可以通过钙还原四氯化钛(TiCl4)来生产金属钛，金属钛才在实验室之外被使用。8年后，他通过使用镁甚至钠来改进这个过程，这就是著名的Kroll过程。尽管对更高效、更便宜的工艺(如FFC Cambridge)的研究仍在继续，但Kroll工艺仍被用于商业生产。
1925年，安东·爱德华·范·阿克尔和扬·亨德里克·德·波尔发现了碘化物或晶棒法，通过与碘发生反应，形成的蒸汽在热灯丝上分解成纯金属，少量生产出纯度极高的钛。

在20世纪50年代和60年代，苏联率先将钛用于军事和潜艇应用(阿尔法级和迈克级)，作为与冷战有关的项目的一部分。从20世纪50年代初开始，钛开始广泛用于军事航空用途，特别是高性能喷气式飞机，从F100超级军刀和洛克希德A-12等飞机开始。

在美国，国防部意识到这种金属的战略重要性，并支持早期的商业化努力。在整个冷战时期，钛被美国政府视为一种战略材料，国防国家储备中心(Defense National storage Center)保存了大量海绵钛，最终在2005年耗尽。如今，世界上最大的生产商，总部位于俄罗斯的VSMPO-Avisma，估计占据了29%的世界市场份额。

2006年，美国国防部向两家公司组成的财团拨款570万美元，用于开发制造钛金属粉末的新工艺。在高温和高压下，这种粉末可用于制造从装甲电镀到航空航天、运输和化学加工行业的组件等坚固、轻量化的物品。生产和制造。

钛(精矿)金属钛的加工有4个主要步骤:将钛矿还原为多孔形式的“海绵”;熔化海绵，或海绵加上主合金形成铸锭;初级加工，将铸锭加工成普通轧机产品，如钢坯、棒材、板、薄板、带材和管;以及从轧机产品的成品形状的二次加工。

因为这种金属在高温下与氧反应，所以不能通过还原它的二氧化来生产。因此，钛金属的商业生产是通过克罗尔工艺，一个复杂和昂贵的批量工艺。(钛的市场价值相对较高，主要是因为它的加工过程，这牺牲了另一种昂贵的金属镁。)在Kroll工艺中，氧化物首先通过碳氯化反应转化为氯化物，氯气通过有碳存在的红热金红石或钛铁矿，生成TiCl4。这是通过分馏浓缩和纯化，然后用800°C熔融镁在氩气气氛中还原。

最近发展的一种方法，FFC剑桥过程，可能最终取代Kroll过程。这种方法使用二氧化钛粉(金红石的一种精制形式)作为原料，生产出粉末或海绵产品。如果使用混合氧化物粉末，则该产品是一种合金，生产成本比传统的多步骤熔炼工艺低得多。FFC剑桥工艺可能使钛成为航空航天工业和奢侈品市场上不那么稀有和昂贵的材料，并且可以在目前使用铝和特殊等级的钢材制造的许多产品中看到。

常见的钛合金是用还原法制成的。例如，铜钛(添加铜的金红石被还原)、铁碳钛(钛铁矿在电炉中被焦炭还原)和锰钛(金红石与锰或锰氧化物)被还原。

2 FeTiO3 + 7 Cl2 + 6c→2 TiCl4 + 2 FeCl3 + 6co(900℃)
TiCl4 + 2mg→2mgcl2 + Ti(1100℃)

大约有50种级别的钛和钛合金被指定并正在使用，尽管只有几十种是现成的商业产品。ASTM国际认可31种级别的钛金属和合金，其中1到4级是商业纯的(非合金)。这四种材料的抗拉强度随氧含量的变化程度不同，其中1级材料的延展性最强(抗拉强度最低，氧含量为0.18%)，4级材料的延性最差(抗拉强度最高，氧含量为0.40%)。其余的等级是合金，每一种都是为特定的目的设计的，可以是延展性、强度、硬度、电阻率、抗蠕变性、抗特定介质的腐蚀性，或者是这些特性的组合。

ASTM和其他合金覆盖的等级也生产满足航空航天和军事规范(SAE-AMS, MIL-T)， ISO标准，和国家特定规范，以及航空航天，军事，医疗和工业应用的专有终端用户规范。

在制造方面，所有钛的焊接必须在氩气或氦气的惰性气氛中进行，以保护它不受大气气体如氧、氮或氢的污染。污染会导致各种情况，如脆化，这将降低组装焊缝的完整性，并导致接头失效。商业纯平板产品(薄板、平板)可以很容易成型，但加工过程必须考虑到金属有“记忆”，容易反弹。某些高强度合金尤其如此。这种金属可以用与不锈钢相同的设备和工艺进行加工。188金宝集团

应用程序

钛用于钢铁中作为合金元素(钛铁)以减少晶粒尺寸和作为脱氧剂，在不锈钢管中用于减少碳含量。188金宝集团钛常与铝(细化晶粒尺寸)、钒、铜(硬化)、铁、锰、钼和其他金属合金化钛磨产品(薄板，板，棒，丝，锻件，铸件)的应用可以在工业，航空航天，娱乐和新兴市场找到。粉末钛在烟火工艺中用作明亮燃烧粒子的来源。

颜料、添加剂和涂料

二氧化钛是钛最常用的化合物。从地球上提取的大约95%的钛矿都被提纯成二氧化钛(TiO2)，这是一种白色的永久性颜料，用于油漆、纸张、牙膏和塑料。它还被用于水泥、宝石、纸张的光学不透明剂，以及石墨复合鱼竿和高尔夫球杆的增强剂。

二氧化钛粉末在化学上是惰性的，在阳光下不会褪色，而且非常不透明:这使得它能给构成大多数家用塑料的棕色或灰色化学物质带来纯净明亮的白色。在自然界中，这种化合物存在于锐钛矿、布鲁克岩和金红石等矿物中。用二氧化钛制成的涂料在恶劣的温度下表现良好，具有一定的自洁性，并能适应海洋环境。纯二氧化钛的折射率非常高，光学色散比金刚石高。二氧化钛除了是一种非常重要的色素外，由于其自身的保护皮肤的能力，二氧化钛也被用于防晒霜中。

最近，它被用于空气净化器(作为过滤涂层)，或用于涂在建筑物窗户上的薄膜，当暴露在紫外线(太阳或人造)和空气中的水分产生反应性氧化还原物种，如羟基自由基，可以净化空气或保持窗户表面清洁。

航空航天和航海
由于钛合金具有较高的抗拉强度与密度比、高耐腐蚀、抗疲劳、高抗裂能力以及承受中等高温而不发生蠕变的能力，钛合金被用于飞机、装甲电镀、海军舰艇、航天器和导弹。在这些应用中，钛合金与铝、钒和其他元素被用于各种组件，包括关键结构部件、防火墙、起落架、排气管(直升机)和液压系统。事实上，大约三分之二的钛金属生产用于飞机发动机和框架。SR-71“黑鸟”是最早在其结构中大量使用钛的飞机之一，为其在现代军用和商用飞机中的使用铺平了道路。据估计，波音777使用了59吨(13万磅)，波音747使用了45吨，波音737使用了18吨，空客A340使用了32吨，空客A330使用了18吨，空客A320使用了12吨。空客A380可能使用146吨，其中发动机大约26吨在发动机应用中，钛用于转子、压气机叶片、液压系统组件和机舱。钛6AL-4V合金占飞机应用中所有合金的近50%。

由于其耐海水腐蚀性能高，钛被用于制造传动轴和索具以及海水淡化厂的热交换器;用于海水水族馆的冷水加热器、钓鱼线和鱼钩，以及潜水员的刀具。钛用于制造科学和军事用途的海洋部署监视和监测设备的外壳和其他部件。前苏联开发了主要用钛制造潜艇的技术。

工业
焊接钛管和工艺设备(热交换器、储罐、工艺容器、阀门)主要用于化学和石油化工行业的耐腐蚀。由于具有高强度的β C钛、耐腐蚀性或两者的结合，特殊合金可用于井下和镍湿法冶金应用。纸浆和造纸工业在暴露于腐蚀性介质(如次氯酸钠或湿氯气)的工艺设备中使用钛。其他应用包括:超声波焊接，波峰焊，溅射靶。
四氯化钛(TiCl4)是一种无色液体，在制备TiO2的过程中是重要的中间体，也被用于生产Ziegler-Natta催化剂，还被用于玻璃的彩虹化，因为它在潮湿的空气中产生强烈的烟雾，它也被用于制作烟幕。

消费者和架构
钛金属用于汽车应用，特别是在汽车或摩托车比赛中，在保持高强度和刚性的同时减轻重量是至关重要的。除了高端产品，特别是赛车/表演市场，金属通常太贵，无法进入普通消费市场。最新型号的克尔维特已经有钛排气。
毕尔巴鄂古根海姆博物馆由钛板覆盖。钛is used in many sporting goods: tennis rackets, golf clubs, lacrosse stick shafts; cricket, hockey, lacrosse, and football helmet grills; and bicycle frames and components. Although not a mainstream material for bicycle production, titanium bikes have been used by race teams and adventure cyclists. Titanium alloys are also used in spectacle frames.This results in a rather expensive, but highly durable and long lasting frame which is light in weight and causes no skin allergies. Many backpackers use titanium equipment, including cookware, eating utensils, lanterns, and tent stakes.Though slightly more expensive than traditional steel or aluminium alternatives, these titanium products can be significantly lighter without compromising strength. Titanium is also favored for use by farriers, since it is lighter and more durable than steel when formed into horseshoes.
由于它的耐用性，钛已经成为更受欢迎的设计师珠宝(特别是钛戒指)。它的惰性使它成为过敏者或那些将在游泳池等环境中佩戴珠宝的人的一个不错的选择。钛的耐用性，重量轻，耐凹痕和耐腐蚀使它在手表外壳的生产中很有用。[64]一些艺术家用钛制作雕塑、装饰物和家具等艺术品。
钛偶尔也被用于建筑应用:莫斯科为第一个太空旅行者尤里·加加林(Yuri Gagarin)建造的40米(120英尺)纪念碑就是用钛制成的，因为这种金属具有迷人的颜色，而且能让人联想到火箭技术。毕尔巴鄂古根海姆博物馆(Guggenheim Museum Bilbao)和喜瑞都千禧年图书馆(Cerritos Millennium Library)分别是欧洲和北美第一批用钛板覆盖的建筑。其他使用钛护套的建筑包括科罗拉多州丹佛市的弗雷德里克·c·汉密尔顿大楼和莫斯科107米(350英尺)的太空征服者纪念碑。
由于与传统上用于火器的其他金属(钢、不锈钢和铝)相比，钛具有优越的强度和重量，以及金属加工技术的进步，钛在火器制造中得到了更广泛的应用。188金宝集团主要用途包括手枪框架和左轮枪筒。出于同样的原因，它也被用于笔记本电脑的主体(例如，在苹果的PowerBook系列)。
一些轻量化、耐腐蚀的高档工具，如铁锹和手电筒，也是由钛或钛合金制成的。

医疗
骨科植入物
眼眶骨折是通过用小钛板和螺钉固定骨折骨来修复的。因为它具有生物相容性(无毒且不会被身体排斥)，钛被广泛应用于医疗领域，包括手术器械和植入物，如髋球和髋臼(关节置换)，它们可以保持20年之久。钛通常与4%的铝或6%的铝和4%的钒合金化。
钛具有骨整合的固有特性，可以用于种植牙，可以保持在原位超过30年。这个特性对于骨科植入物的应用也很有用。这得益于钛的弹性模量(杨氏模量)较低，从而更接近于这种设备要修复的骨骼。因此，骨骼负荷在骨和种植体之间更均匀地分担，由于应力屏蔽和发生在骨科种植体边界的假体周围骨折，导致骨降解的发生率较低。然而，钛合金的刚度仍然是骨头的两倍多，因此邻近的骨头承受的载荷大大降低，可能会恶化。由于钛是非铁磁性的，使用钛植入物的患者可以通过磁共振成像安全检查(方便长期植入)。准备将钛植入人体需要将其置于高温等离子弧中去除表面原子，暴露出新鲜的钛，钛会立即被氧化。
穿孔
它的惰性和具有吸引力的色彩使它成为一种用于人体穿孔的流行金属。钛may be anodized to produce various colors, which varies the thickness of the surface oxide layer and causes interference fringes. Other Titanium is also used for the surgical instruments used in image-guided surgery, as well as wheelchairs, crutches, and any other products where high strength and low weight are desirable.
预防措施
荨麻中钛的含量高达百万分之八十。钛is non-toxic even in large doses and does not play any natural role inside the human body. An estimated 0.8 milligrams of titanium is ingested by humans each day but most passes through without being absorbed.[29] It does, however, have a tendency to bio-accumulate in tissues that contain silica. An unknown mechanism in plants may use titanium to stimulate the production of carbohydrates and encourage growth. This may explain why most plants contain about 1 part per million (ppm) of titanium, food plants have about 2 ppm, and horsetail and nettle contain up to 80 ppm.
作为粉末或金属屑的形式，金属钛具有明显的火灾危险，当在空气中加热时，还具有爆炸危险。以水和二氧化碳为基础的灭火方法对燃烧钛无效;必须改用D类干粉灭火剂。
当用于氯的生产或处理时，必须小心使用钛，只在钛不会暴露在干燥的氯气中，这可能导致钛/氯火灾。即使在湿氯中使用钛，由于极端天气条件可能带来意想不到的干燥，也存在火灾危险。
当未氧化的新鲜表面与液氧接触时，钛会着火。当氧化表面被硬物撞击时，或当机械应变导致裂纹出现时，就会出现这样的表面。这可能限制了它在液氧系统中的使用，例如在航空航天工业中发现的那些。

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