四、钛合金的合金化原理1．钛合金的合金化特点钛合金的性能由 Ti 同合金元素间的物理化学反应特点来决定，即由形成的固溶体和化合物的特性以及对α?β转变的影响等来决定。 而这些影响又与合金元素的原子尺寸、电化学性质（在周期表中的相对位置）、晶格类型和电子浓度等有关。但作为 Ti 合金与其它有色金属如 Al 、Cu、Ni 等比较，还有其独有的特点，如：（1）利用 Ti 的α?β转变，通过合金化和热处理可以随意得到α、α + β和β相组织；（2）Ti 是过渡族元素，有未填满的 d 电子层，能同原子直径差位于± 20％以内的置换式元素形成高浓度的固溶体；（3）Ti 及其合金在远远低于熔点的温度中能同 O、N、H、C 等间隙式杂质发生反应，使性能发生强烈的改变；（4）Ti 同其它元素能形成金属键、共价键和离子键固溶体和化合物。 Ti 合金合金化的主要目的是利用合金元素对α或β相的稳定作用，来控制α和β 相的组成和性能。各种合金元素的稳定作用又与元素的电子浓度（价电子数与原子的比值） 有密切关系， 一般来说， 电子浓度小于 4 的元素能稳定 α相，电子浓度大于 4的元素能稳定 β相，电子浓度等于 4 的元素，既能稳定 α相，也能稳定 β相。工业用 Ti 合金的主要合金元素有 Al 、Sn、Zr 、V、Mo、Mn、Fe、Cr、Cu 和Si 等，按其对转变温度的影响和在α或β相中的固溶度可以分为三大类。 能提高相变点，在 α相中大量溶解和扩大 α相区的元素叫 α稳定元素；能降低相变温度，在 β相中大量溶解和扩大 β相区的元素叫 β稳定元素；对转变温度影响小，在α和β相中均能大量溶解或完全互溶的元素叫中性元素。按合金元素与 Ti 的反应特点或二元状态图的类型，可以分成四大类（图1-44 ）：（1）α稳定型状态图（图1-44(a)） Al、Ga、Sn 和间隙式元素 C、N、O 等与Ti 形成这种状态图。这些元素分别属于ⅢB~ⅥB 族，外层电子（S、P）数＜ 4，如Al 为3S2P1，故为 α稳定元素； Sn 的外层电子为5S2P2=4，对相变温度影响小，故又属于中性元素。（2）β全溶固溶体型状态图（图1-44(b)）ⅤB 族的V、Nb、Ta 和ⅥB 族的Mo，晶格与 β -Ti 相同，外层电子数（各为d3s2和d4s2）＞4，是β稳定元素，能降低相变温度， 缩小α相区，扩大β相区。这种元素含量愈多，钛合金的β相愈多，也愈稳定。当含量达某一临界值时，快冷可以使 β相全部保留到室温，变成全 β型合金。这一浓度叫“临界浓...
