钛钢，纯钛，钛合金有什么区别？

钛钢、纯钛和钛合金虽然都含有“钛”字，但实际上它们是三种不同的材料。让我们从材料科学的角度来探讨它们之间的区别。

首先，从微观结构来看， 纯钛是一种银白色的金属，具有密排六方晶格结构。 它的密度为4.54g/cm³，比钢轻43%，但比铝稍重。纯钛的机械强度与钢相当，比铝大两倍，比镁大五倍。相比之下， 钛合金则是由钛和其他金属（如铝、钼、铬等）组成的合金。 钛合金的微观结构更加复杂，可以根据不同的合金元素和热处理工艺，形成α相、β相或α+β相的混合结构。

在物理化学性质方面，纯钛具有优异的耐腐蚀性能。在常温下，纯钛表面会形成一层极薄的致密氧化物保护膜，可以抵抗强酸甚至王水的作用。然而， 纯钛的强度相对较低，这限制了它的应用范围。 钛合金则通过添加其他金属元素，显著提高了材料的强度和耐热性。例如， TC4钛合金（Ti-6Al-4V）的强度比纯钛高出许多 ，同时保持了良好的耐腐蚀性能。

在应用领域，纯钛主要用于制造工作温度低于350℃的石化换热器、反应器、船舶部件、飞机蒙皮等。由于其良好的生物相容性，纯钛还被广泛用于医疗领域，如制造人造髋关节、膝关节等。钛合金则因其高强度和耐高温性能，被大量应用于航空航天领域。例如，TC4钛合金在航空航天工业中的应用占比超过80%。此外，钛合金还被用于制造潜艇、深海探测器等海洋工程设备。

值得注意的是，钛钢这个名称实际上是一个商业名称，而非标准的学术名称。钛钢通常指的是304和316L不锈钢，其主要成分是铁、铬、镍和钼，不含钛元素。这种材料之所以被称为“钛钢”，主要是为了在作为饰品时区别于其他不锈钢，以获得更高的价值。

总的来说，纯钛、钛合金和钛钢各有其独特的微观结构、物理化学性质和应用领域。纯钛以其优异的耐腐蚀性能和生物相容性著称，钛合金则通过合金化提高了强度和耐热性，而钛钢实际上是一种不锈钢，不含钛元素。了解这些材料的区别，有助于我们在不同的应用场景中做出合适的选择。