低碳钢 985 13 220 >30 11。8 80

镁 890 15 42 >50 24。3 156

铝 850 20 70 >50 23。1 237

注意：线膨胀系数是指该金属材料在 0-100℃之间的变化值。

（a）空客 A350 与 A380 主要用钛器件（b，c）钛合金连接件（d）人造钛合金陶瓷牙模 图 1。1 钛及其钛合金在实际生活中的应用[6]

图 1。1 描绘出 20 世纪以来，在航空和医疗方面，钛及其合金材料的用材发展趋 势。在航空航天工业中，钛及其合金材料大量作为航天轨道器的压力容器、后部电梯 夹具、类似的外部容器夹具及密封翻边翼片等[7]。近来，Ti-10-2-3、Ti-6-22-22。5 等其文献综述

他合金也在航天航空工业中得到了应用。F22 战斗机达到 41%的高比例，使用钛合金 主要类型为 Ti-62222 和 TC4，最广泛采用钛合金制造主承力结构如铸件和锻件。钛 及其合金材料用量大幅上涨，而传统的金属基复合材料逐步减少，铝合金用量也在逐 步减少，这主要涉及到航空发动机高比强度和较强抗腐蚀性能等需要克服的苛刻条件 及恶劣工况。在内科及外科上，作为外科用的嵌入材料来说，钛被看做是有前途的嵌 入材料。钛有独特的身体适应能力，身体组织及体液对钛的影响几乎没有。不像大多 数其他金属，钛不会引起炎症、过敏、变态反应等。在整形外科，钛骨骼全补时，钛 细胞良好的适应性可使钛材上细胞再生，骨骼再生长。作为软组织嵌入材料，普遍用 高纯钛，要求有高的延展性及可加工可操作性能[8]。心脏起搏器的套深拉加工过程中， 要求有最高的可塑性。人工骨通常使用 TC4 合金，而 Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr 具有热 处理强化效果的 β 钛合金可用作脊椎固定和矫正、齿裂矫正等。

1。2 常用的钛及其合金表面改性技术与方法

钛及钛合金表面处理技术传统的表面强化如电镀耐磨处理技术、热渗扩、真空镀 膜等典型方式，现代发展阶段的表面处理技术有离子渗、离子束、电子束、激光束的 应用等方式，如表面渗元素合金化、离子渗氮、激光熔覆等。常用的方法是进行化学 氧化或化学处理，以此来提高和改善基体与涂覆层的结合力，即表面的耐蚀性能。但 是，在化学氧化处理后得到的氧化膜层较薄，有一些缺陷，如耐腐蚀性差和耐久性较 差。钛表面的氧化膜层阻碍了化学镀，对在钛上进行化学镀或者电镀造成困难。目前， 钛及钛合金表面改性技术向多层复合膜层的研究制备方向转移[9]。目前见表 1。2 所示， 反应了钛及钛合金常见的一些表面改性技术及工艺技术的不足。

表 1。2 钛及其合金常见的表面改性技术及其工艺缺陷[10]

改性方法 拟解决关键问题 工程应用 待解决问题

双辉等离子技术 合金化增强 阻燃合金化涂层 操作条件苛刻

激光表面涂覆