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鈦合金是以鈦元素為基礎加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質異晶體：鈦是同素異構體，熔點為1668℃，在低于882℃時呈密排六方晶格結構，稱為α-鈦；在882℃以上呈體心立方品格結構，稱為β-鈦。利用鈦的上述兩種結構的不同特點，添加適當的合金元素，使其相變溫度及組分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金（titanium alloys）。

鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關，最純的碘化鈦雜質含量不超過0.1%，但其強度低、塑性高。99.5%工業純鈦的性能為：密度ρ=4.5g/立方厘米，熔點為1725℃，導熱系數λ=15.24W/(m.K)，抗拉強度σb=539MPa，伸長率δ=25%，斷面收縮率ψ=25%，彈性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。

鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，僅為鋼的60%，純鈦的強度才接近普通鋼的強度，一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大于其他金屬結構材料，見表7-1，可制出單位強度高、剛性好、質輕的零、部件。目前飛機的發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。