鈦金屬比重小、比強度高，在一般環(huán)境和特定環(huán)境下，有著優(yōu)良的耐腐蝕性能，比常見金屬具有良好的綜合性能。被廣泛應(yīng)用于化工、航天航空、醫(yī)療器械以及生活用品等領(lǐng)域。

鈦金屬在熔煉時通過添加合金元素被合金化后，其強度、耐腐蝕性能等將會大大提高，常用代表性鈦合金有Ti6AL4V（TC4），鈦鈀合金（TA9）等。

1、鈦及鈦合金材在中性或弱酸性條件下的耐蝕性能

鈦及鈦合金材在中性或弱酸性的氧化物溶液中有高度的穩(wěn)定性，具有良好的耐腐蝕性能。在100℃FeCL、100℃CuCL2、100℃HgCL（所有濃度）中、60％的AlCL2及100℃的所有濃度NaCL中都很穩(wěn)定，不會被這些金屬鹽溶液或結(jié)晶體腐蝕。鈦在許多其他金屬的氧化物中也是穩(wěn)定的，如在100％一氧乙酸和100％二氧乙酸中均表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。因而在制鹽制堿以及上述溶液的運輸存放中，廣泛使用鈦及鈦合金材料制造容器等。

鈦及鈦合金在氧化劑溶液中也有高度的穩(wěn)定性，如：在100℃的次亞氯酸鈉溶液、雙氧水、含有過氧化氫、氫氧化鈉溶液中均很穩(wěn)定，不會被腐蝕。

2、鈦及鈦合金在濕潤氯氣中的耐蝕性

鈦及鈦合金在濕潤氯氣中的耐蝕性超過其他常用金屬。氯氣具有強烈的氧化作用，鈦及鈦合金在濕潤氯中表面可形成一層氧化膜起到很好的保護(hù)作用（通常說成表面鈍化），使鈦金屬在濕潤氯氣環(huán)境中處于穩(wěn)定狀態(tài)。為了維持鈦在氯氣中的鈍化穩(wěn)定性，需要氯氣有一定的含水量。耐腐蝕專家研究臨界含水量與氯氣壓力、流速、溫度等因素的關(guān)系時，文獻(xiàn)資料顯示，鈦在氯氣中鈍化的臨界含水量是不一致的，一般認(rèn)為，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％～0.05％可作為鈦在氯氣中的臨界含水量，但是實際經(jīng)驗指出，為了保證鈦設(shè)備在氯氣中安全使用，有時水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6％也不夠，需要高達(dá)1.5％。臨界含水量還隨氯氣溫度升高及氣流速度降低而相應(yīng)增加，也與鈦設(shè)備或零部件的形狀尺寸以及鈦表面機械損壞程度有關(guān)，實踐表明，鈦和鈦合金的表面氧化膜遭到破壞后，需要較高的含水量才能使鈦和鈦合金重新鈍化。

鈦及鈦合金在干氯氣中，甚至在0℃以下也會發(fā)生劇烈反應(yīng)生成四氯化鈦，并有著火危險。鈦及鈦合金在氯氣中的穩(wěn)定性一但被破壞，與干氯氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，再加入水也不能阻止反應(yīng)的進(jìn)行。工業(yè)上利用這一特性將鈦及鈦合金邊角料與干澡的氯氣發(fā)生反應(yīng)來制取四氯化鈦。室溫下四氯化鈦是液體，性質(zhì)穩(wěn)定，其沸點為136℃，是生產(chǎn)海綿鈦的主要工業(yè)原料。

關(guān)于鈦與氯氣反應(yīng)的干、濕臨界區(qū)是一個相對復(fù)雜而動態(tài)變化的問題。根椐熱力學(xué)分析，鈦與氯在室溫條件下是不能以平衡狀態(tài)存在，氯氣中水含量臨界區(qū)一但突破，就會發(fā)生劇烈反應(yīng)。根據(jù)熱力學(xué)自由能分析，鈦與氯反應(yīng)生成四氯化鈦，這個反應(yīng)過程是放熱反應(yīng)。如果氯氣處于干燥狀態(tài)，釋放大量的熱量使反應(yīng)溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到金屬鈦的熔點時，鈦開始燃燒。此后，只要有足夠的干氯，反應(yīng)將劇烈進(jìn)行，直到反應(yīng)物耗盡。但是，如果氯氣中有足夠的水分，四氯化鈦會與水作用生成氫氧化鈦，它是一種非揮發(fā)性的物質(zhì)，而且在鈦的表面形成一層牢固的膜，能起到保護(hù)作用，而且表面膜在濕氯中極為穩(wěn)定。因而鈦在濕氯中具有優(yōu)異的耐蝕性，其穩(wěn)定性與氯氣中含水量密切相關(guān)。

3、鈦及鈦合金在強酸與弱酸中的性質(zhì)

在稀鹽酸、硫酸和磷酸中，鈦溶解的比鐵緩慢的多。隨著濃度的增加，特別是在溫度升高時，鈦溶解的速度會顯著加快，在氫氟酸和硝酸的混合物中鈦溶解得很快。

硝酸是一種強氧化性酸，鈦在硝酸中，其表面可形成一層致密的氧化膜，隨著硝酸濃度的提高，這層表面膜呈現(xiàn)出微黃、淡黃、土黃、棕黃等多種氧化色彩。氧化膜的完整性是維持鈦金屬不被腐蝕的必要條件，這使鈦在硝酸中具有十分優(yōu)良的耐腐蝕性。鈦在高溫硝酸中的的腐蝕速率隨著硝酸溶液的溫度升高而增大，溫度在190～230℃，濃度在20％～70％之間，其腐蝕速率最高可達(dá)近10mm／a。但是硝酸溶液中加人少量含硅化合物，可抑制高溫硝酸對鈦的腐蝕。例如，在40％的高溫硝酸溶液中加入聚硅氧烷油后，腐蝕速率可降低到幾乎等于零。也有資料介紹，在500℃以下，鈦在40％～80％的硝酸溶液和蒸氣中具有高度的耐蝕性。相反，在硝酸中加入磷化物則導(dǎo)致鈦腐蝕加速，利用鈦的這一特性可以配制它的酸洗液。

硫酸是強氧化性酸，鈦對低溫低濃度的硫酸溶液有一定的耐腐蝕能力，在0℃時，可耐濃度達(dá)20％的硫酸腐蝕，隨著酸的濃度和溫度的升高，腐蝕率增加。因此鈦在硫酸中的穩(wěn)定性差，鈦只能耐5％的硫酸腐蝕，在100℃下，鈦只能耐0.2％的硫酸腐蝕，氯對鈦在硫酸中的腐蝕有抑制作用。但在90℃，硫酸濃度為50％時，氯反而引起鈦腐蝕加速，甚至引起著火。鈦在硫酸中的耐腐蝕性可通過向溶液中通入空氣、氮氣或添加氧化劑、高價重金屬離子來改善。能起緩蝕作用的主要添加劑是高價鐵、高價銅、鉻酸銀、二氧化錳、硝酸、氯氣，以及有機緩蝕劑如亞硝基化合物，醌和蒽醌衍生物還有某些絡(luò)合型緩蝕劑?？傮w來說，鈦在硫酸中無太大的實用價值。

鹽酸是還原性酸，鈦在鹽酸中，即使在室溫下，它的穩(wěn)定性也比較差。腐蝕率隨酸溶液的濃度和溫度的升高而逐漸增加。因此，鈦材一般適應(yīng)于常溫3％和100℃0.5％的鹽酸溶液中工作，鈦雖然不耐鹽酸溶液的腐蝕，但也可通過合金化，陽極鈍化和添加緩蝕劑等方法來提高鈦材對鹽酸的耐腐蝕能力。鈦的最有效無機化合物類緩蝕劑有重鉻酸鉀、次氯酸鈉、氯氣、氧以及高價重金屬離子和少量的貴金屬離子等；有機類緩蝕劑有：氧化性有機化合物，偶氯化合物、醌和蒽醌衍生物、雜環(huán)化合物、絡(luò)合型緩蝕劑，所以在生產(chǎn)實踐中，仍有使用價值。

磷酸也屬于還原性酸。鈦在磷酸中的腐蝕率比鹽酸或硫酸低，但比硝酸高。鈦一般適用于20℃30％或35℃20％的磷酸。鈦在磷酸中的耐蝕隨酸濃度與溫度的升高而漸增，鈦在磷酸中發(fā)生如下腐蝕反應(yīng)，即2Ti+2HP04=2TiP04+H2。

與鈦在硫酸、鹽酸中的情況相似，磷酸中加入氧化劑或其他緩蝕劑有利于改善鈦在磷酸中的耐蝕性。銀、汞也有利于改善鈦在磷酸中的耐蝕性。

氫氟酸和氟硅酸是最強的腐蝕介質(zhì)，即使在常溫極稀的氫氟酸中，鈦也會遭到劇烈的腐蝕。鈦不僅在氫氟酸中遭到迅速腐蝕，而且在含氟的酸性介質(zhì)（如氟硅酸、氟硼酸）中亦會遭到強烈腐蝕。鈦被氫氟酸腐蝕反應(yīng)后會出現(xiàn)多孔狀腐蝕產(chǎn)物，因而腐蝕速度加快。鈦在與氫氟酸與鹽酸或硫酸的混酸中更易溶解。除因濃酸與金屬相互作用使鈦腐蝕外，F(xiàn)-離子Ti+4的絡(luò)合作用加速了鈦的溶解，這一絡(luò)合作用鈦在其他酸，如氫溴酸、高氯酸、甲酸、乙酸中加入少量可溶性氟化物后，會使鈦的腐蝕率增加幾十倍。在氫氟酸中尚沒找到理想的緩蝕劑。

鈦在質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于25％的甲酸中會受到嚴(yán)重腐蝕，在含乙酸酐的溶液中，鈦不僅受到嚴(yán)重的腐蝕，而且會產(chǎn)生孔蝕。但有機酸中除了甲酸、草酸和相當(dāng)濃度的檸檬酸之外，鈦不會被其他的有機酸腐蝕，例如在乙二酸、丁酸、乳酸、順丁烯二酸、羥基丁二酸（苯果酸）、丹寧酸和酒石酸等有機酸中，鈦的耐蝕性很強。鈦及鈦合金在汽油、甲苯、苯酚、甲醛、三氯乙烷、醋酸、檸檬酸、一氯代乙駿等中具有較好的耐腐蝕性。許多有機合成過程中所接觸的復(fù)雜有機介質(zhì)，如在生產(chǎn)環(huán)氧丙烷、苯酚、丙酮、氯代乙酸等化學(xué)介質(zhì)，鈦及鈦合金的耐蝕性優(yōu)于不銹鋼陽其他結(jié)構(gòu)材料。

4、鈦在堿中的耐蝕性能

在稀堿溶液中（濃度低于20％），鈦是穩(wěn)定的；在較濃的堿溶液中，特別當(dāng)加熱時，可與堿液緩慢地作用生成鈦酸鹽。

鈦在大多數(shù)堿溶液中具有良好的耐腐蝕性能，腐蝕速率隨著溶液的濃度和溫度而漸增。在堿溶液中有氧、氨或二氧化碳存在時，會加速鈦的腐蝕，在含有過氧化氫的堿溶液中，鈦的耐腐蝕性很差。但在氫氧化鈉溶液中鈦有較強的耐腐蝕能力，如鈦在130℃、73％氫氧化鈉溶液中的腐蝕速率僅為0.18mm／a。鈦與其他金屬所不同的是它在氫氧化鈉溶液中不會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，但長期暴露會產(chǎn)生氫脆，鈦的氫脆問題不可忽視，因此，鈦在苛性堿和其他濃度堿溶液中使用溫度應(yīng)是≤93.33℃。

綜上所述，不難看出鈦是化學(xué)工業(yè)中最耐蝕、最有前途的耐蝕金屬材料。特別值得指出的是，它在動、靜海水和海洋性大氣環(huán)境中有良好的耐蝕能力，超過了不銹鋼對海水的耐蝕能力，因此鈦是海工裝備和海水處理工程制造業(yè)中，大量選用的質(zhì)輕且耐蝕性能優(yōu)良的金屬結(jié)構(gòu)材料。