在钛元素中添加其它合金成分可制得钛合金，根据添加元素种类、数量的不同，合金具有不同的多型性转变温度、 结构和组织。典型钛合金的力学性能如表 1-2 所示，其添加的合金元素大致可分为三类：α 稳定元素、 β 稳定元素和中性元素。

 

（1） α 稳定元素。该类元素能在 α 相中大量溶解并增加 α 相的热力学稳定性，提高相变转变点，扩大 α 相区， 属于此类的元素主要有 Al、 Ga、 O、 C、 N、 B 等。其中 O、C、 N、 B 元素主要溶于 ɑ 相，形成间隙固溶体，可升高相变点;Al、 Ga 元素主要溶于ɑ 相，固溶度较大， 亦能升高相变点，但添加过多会形成金属间化合物。

（2） β 稳定元素。该类元素会降低 α/β 相点并扩大 β 相区，且能在 β 相中大量溶解。该型元素分成两类：一类能与 β-Ti 同晶型形成无限固溶体而与 α-Ti 形成有限固溶体，如 Mo、 V、 Ta、 Nb 等同晶型 β 稳定元素;另外一类能强烈降低相变点，与 β-Ti 形成有限固溶体。
（3） 中性元素。在 α 和 β 相中都能大量溶解，对相变无明显影响。工业钛合金根据其在室温下的主要成分也被分成三类：α 型合金、 β 型合金与 α＋β型合金。
（a） α型合金。该型合金主要包括纯钛及 β 相变点以下退火后含少量 β 相（2~5 vol％）的钛合金，其主要合金元素是 α 稳定元素 Al 及中性元素 Sn、 Zr。该型合金的焊接性能良好，但不能进行热处理强化，室温下具有中等强度， 600℃以下具有良好的抗热性和抗氧化性。全部是 α 相的钛合金具有相对较低的拉伸强度和可成形性， 为激活高应力的非基面滑移系统需加入少量的 β 稳定元素从而引入 β 相。近 α 钛合金亦属于 α 钛合金。
（b） α＋β 型钛合金。该类合金是双相合金，综合性能优异，组织稳定，韧性、塑性和高温变形性能较好。α＋β 钛合金可进行热处理强化， 效果取决于 β 稳定元素含量。该型合金的室温强度和塑性高于 α 合金，加工性能好，除含有 β 稳定元素及中性元素外还可含有一定的 Al 元素。最典型的 α＋β 钛合金是 TC4 合金。
（c） β 型钛合金。该型合金的特点是加入大量 β 稳定元素，通过热处理提高合金强度。该型钛合金的塑性与冷加工性能良好，但难以焊接，组织与性能易发生变化，工作温度较低。

高速压制技术基本原理
      高速压制不完全同于传统压制，该技术不采用加载缓慢的机械系统或液压系统，而采用液压冲击机等设备，使压制速度比传统压制速度快 500~1000 倍。高速压制过程中，质量为 5~1200 kg 的锤头以 2~30 m/s 的速度冲击上模冲， 高冲击能量使粉末体迅速被压实，产生的多重附加冲击应力进一步提高生坯密度。锤头重量和瞬间冲击速度决定了冲击能的大小及生坯致密度。高速压制的基本原理图如图 1-1 所示。

多次压制能够提高密度
      传统工艺中，压制压力对压坯密度起决定性作用，复压次数对压制密度也有一定影响。在高速压制过程中，在一定压制次数范围内进行多次冲击压制，冲击能量累加，密度随着压制次数的增加而提高。王建忠发现， 总能量一定时，利用总能量的 10~30％进行第一次压制，剩余能量进行第二次压制获得的生坯密度比单次压制要高。

工艺路线
       本文拟采用的工艺路线如图 2-2 所示。金属粉末经元素混合法混合均匀后采用机械蓄能式高速压机压制成形，压制前模具使用硬脂酸锂悬浮液进行润滑。生坯密度用阿基米德法测出，利用扫描电镜进行组织分析。生坯经无压真空烧结后获得烧结坯，对烧结坯进行密度分析、组织分析及力学性能分析。