鈦合金的性能主要取決于化學成分和顯微組織，而化學成分是決定α相和β相性能以及體積分數(shù)的主要因素。

眾所周知，鈦合金中含有多種合金元素。加入適量合金元素可提高鈦的性能，得到不同類型的鈦合金，以滿足不同工作條件材料的需求。鈦的合金化，主要取決于加入的合金元素是穩(wěn)定α相還是穩(wěn)定β相，而這又決定于鍵合電子數(shù)。

目前國內外生產(chǎn)的耐熱鈦合金中最常用的合金元素主要有Al、Sn、Zr、Mo、V、Nb、Si，雜質以O、N、C、H對鈦合金的性能影響較大，而也有一些新型鈦合金將O作為必需的合金元素。幾乎所有的鈦合金中都含有Al，特別是耐熱鈦合金中的Al含量必須要保持在一定水平。這是由于α相的擴散系數(shù)比β相低兩個數(shù)量級以上，所以合金的抗蠕變性和抗氧化性隨著Al含量的增加而提高，同時其塑性和變形能力下降。因此，合金元素的鋁當量不得超過9%(wt)，即，鋁當量=Al%+1/3Sn%+1/6Zr%+10(O%+C%+2N%)<9%(均為wt)。否則，將析出導致合金脆化的金屬間化合物Ti3Al。

Mo、V、Nb是β穩(wěn)定元素，對β相具有中等的固溶強化作用。V由于在常用的β穩(wěn)定元素中密度最小、無共析反應、在高溫長時間工作時組織穩(wěn)定而被廣泛地使用。Mo、Nb與V相比可以更好地提高合金的抗蠕變能力，而且Nb還能提高鈦合金的抗氧化性能。

Si原子趨向于在位錯附近偏聚，彌散分布的Si化物顆?？梢杂行ё柚刮诲e的運動，從而提高合金的抗蠕變性能，這一位錯滑移受阻機制的認識使一系列新型耐熱鈦合金的設計獲得成功，這些合金中通常都含有0.1%Si～0.5%Si。

Sn和Zr可以強化α相，對塑性的不利影響較Al小，使合金具有良好的壓力加工性能，同時提高熱強性。此外，Zr還能使細小的硅化物析出相均勻分布，從而使鈦合金的高溫性能進一步得到改善。O、N、C能夠提高鈦的強度而降低其塑性，其中N的影響最大、O次之、C最小。H的影響主要表現(xiàn)在“氫脆”上，當鈦中的H含量達到一定后，會析出脆性氫化物，從而急劇降低斷裂強度、沖擊韌性等。因此在絕大多數(shù)情況下，O、N、C、H四種元素都是有害的，必須要嚴格控制它們的含量。

(來源：鋼鐵產(chǎn)業(yè))