Stopy tytanu: lekkie (ok. 4, 5 g/cm3) stopy, zawierające tytan (73-99%) z glinem, manganem, cyną, molibdenem, chromem, cyrkonem, palladem lub wanadem. Mają dobre właściwości mechaniczne w szerokim zakresie temperatur, poddają się obróbce plastycznej, skrawaniu, odlewaniu, zgrzewaniu, spawaniu i lutowaniu.
W biomateriałach dzielimy je na: stopy z pamięcią kształtu Ti-Ni, stopy Ti-Al- V oraz stopy bezwanadowe np. z Mo, Nb, Zr, Fe, Al.
Zastosowanie: Stopy tytanu są wykorzystywane w przemyśle lotniczym (silniki odrzutowe, promy kosmiczne), militarnym, procesach metalurgicznych ,motoryzacyjnym, medycznym (implanty dentystyczne, ortopedyczne klamry), sportów ekstremalnych i innych
Właściwości fizyczne: tytan jest lekki ale ma wysoką wytrzymałość mechaniczną co jest jego cechą charakterystyczną, przy wysokiej czystości jest ciągliwy, ma wysoką temperaturą topnienia: 1649 °C, jest błyszczący, posiada biały, metaliczny kolor, ma wysoką twardość , trudno się go obrabia mechanicznie, właściwości stopów tytanu zależą od dodatków stopowch
Właściwości chemiczne: tytan jest doskonale odporny na korozję( prawie tak samo jak platyna), jest odporny na działanie rozcieńczonych kwasów np. siarkowego, solnego i większości kwasów organicznych, chloru gazowego oraz roztworów zasadowych, czy morskiej wody. Czysty tytan roztwarzają stężone kwasy. Jest jednym z nielicznych pierwiastków, które reagują z czystym azotem, reaguje z roztworami ciekłymi z fluorem, jest paramagnetykiem, ma niską przewodność elektryczną i cieplną. Na skutek kontaktu tytanu z tlenem na jego powierzchni tworzy się pasywacyjna warstwa tlenku tytanu o grubości ok. 2 nm, która dodatkowo zwiększa odporność na korozję.
Tytan w Inżynierii biomedycznej: Właściwości biologiczne i fizykochemiczne tytanu spowodowały znaczący przełom w biomedycynie. Tytan stosowany jest w protetyce dentystycznej. Posiada kilkakrotnie niższe niż tradycyjne materiały protetyczne przewodnictwo cieplne, dużą twardość, wytrzymałość mechaniczną oraz trwałość. Poza tym nie wywołuje reakcji alergicznych i jest odporny na korozje. Do leczenia złamań kości stosuje się stopy tytanu z Al, Nb i Ta oraz tytanu z Al i Nb. Na przykład tzw. klamry Blounta, których żywotność wynosi około 20 lat, wykonane są ze stopu tytanu (43-47%) z niklem (53-57%) charakteryzującego się pamięcią kształtu. Innym zastosowaniem stopów Ni-Ti są płytki implantacyjne oraz urządzenia do leczenia zgryzu u dzieci]. Tytan wykorzystywany jest również w produkcji narzędzi chirurgicznych, wózków inwalidzkich oraz kul., Ponieważ tytan nie jest ferromagnetykiem pacjenci z implantami tytanowymi mogą być bezpiecznie badani tomografem MRI (obrazowanie rezonansu magnetycznego). Przygotowując tytan do wszczepienia należy go oczyścić w strumieniu plazmy, który po skończonym procesie ulega natychmiastowemu utlenieniu.
Pierwiastki stopowe:
Stabilizujące fazę α: Al stosowany najczęściej oraz pierwiastki międzywęzłowe O, N, C
Stabilizujące fazę β: β-izomorficzne: Mo, V, Ta, Nb albo β-eutektoidalne: Fe, Mn, Cr, Co, Ni, Cu, Si, H
Neutralne: Sn, Zr
Fazy w stopach tytanu:
faza α (podstawowa): roztwór stały międzywęzłowy (O, N, C) lub różnowęzłowy (Al) dodatków stopowych w tytanie α.
Stopy α (i pseudo-α) – tytan techniczny oraz stopy z pierwiastkami stabilizującymi fazę α i umacniającymi np. Ti-5Al-2,5Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-6Al-5Zr-0,5Mo-0,25Si;
stopy α+β –, w różnej temperaturze i podczas zabiegów obróbki plastycznej udział % faz jest różny, udział faz można celowo zmieniać, udział fazy β w temperaturze pokojowej wynosi od 5 do 40% np.: Ti-6Al-4V, Ti-6Al-2Mo-2Cr, Ti-6Al-6Mo-4Zr-2Sn;
faza β (podstawowa): roztwór stały międzywęzłowy (H) lub różnowęzłowy dodatków stopowych w tytanie β.
stopy β (i pseudo-β)- stopy tytanu z pierwiastkiem stabilizującym np.: Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-13V-11Cr-3Al;
faza martenzytyczna α': przesycony roztwór stały pierwiastków w tytanie α powstaje: podczas szybkiego chłodzenia z temperatury zakres stabilności fazy β w wyniku odkształcenia plastycznego. Przemiana β→α' - podobna do przemiany martenzytycznej w stali. Faza α' różni się od martenzytu w stali – jest przesycony roztworem różnowęzłowym (w stali – międzywęzłowy) dlatego powoduje mały efekt umocnienia (w porównaniu z umocnieniem stali w wyniku przemiany austenit→martenzyt)
faza martenzytyczna α'': przesycony roztwór stały pierwiastków w tytanie α (struktura krystaliczna układu rombowego). Budowa: płytkowa (iglasta) charakteryzuje je większa dyspersja w porównaniu z płytkami fazy α'. Podobna morfologia ziarn faz α' i α'' oraz ciągła zmiana stężenia pierwiastków w obu fazach powodują, że często obie fazy Rozpatruje się, jako jedną fazę martenzytyczną α‘(α'')