תכונות פיזיקליות של טיטניום

לטיטניום יש צפיפות יחסית של 4.506, נקודת התכה של 1668 מעלות ונקודת רתיחה של 3287 מעלות. ההתנגדות שלו היא 42 x 10⁻⁸ Ω·m (20 מעלות). בשל שכבת התחמוצת הצפופה שלו, הוא עמיד בפני קורוזיה-. בטמפרטורת החדר, הוא אינו מגיב עם חמצן, הלוגנים או מים; עם זאת, כאשר הוא מחומם לחום-אדום, הוא מגיב עם חמצן ויוצר טיטניום דו חמצני. הוא אינו מגיב עם חומצה חנקתית, חומצה גופרתית מדוללת או אלקליות, אך הוא מסיס בחומצה גופרתית מרוכזת, חומצה הידרופלואורית ואקווה רג'יה.

טיטניום ניתן לעיבוד; טיטניום בטוהר גבוה יכול להיות בעל התארכות של 50-60% והפחתת שטח של 70-80%, אך החוזק שלו נמוך, מה שהופך אותו לא מתאים כחומר מבני. נוכחותם של זיהומים בטיטניום משפיעה רבות על תכונותיו המכניות, במיוחד זיהומים בין-תשתיים (חמצן, חנקן, פחמן), אשר יכולים להגביר משמעותית את חוזקו ולהפחית משמעותית את משיכותו. התכונות המכניות המצוינות של טיטניום כחומר מבני מושגות באמצעות בקרה קפדנית על תכולת הטומאה המתאימה והוספה של יסודות מתג. טיטניום היא מתכת כסופה-לבנה, ניתנת לעיבוד, בעלת חשיבות תעשייתית רבה בשל תכונותיה הרבות. הוא פחות צפוף מברזל, חזק הרבה יותר מאלומיניום, ובעל עמידות בפני קורוזיה דומה לפלטינה.

מאפיינים אלו הופכים אותו לחומר אידיאלי לבניית מנועים, מסגרות מטוסים, טילים ומתקנים ימיים, הדורשים קל משקל, חוזק גבוה ועמידות בפני שינויי טמפרטורה- קיצוניים שבהם אין דומה לטיטניום. חלק מתכונותיו של טיטניום, כגון חוזק מתיחה, משופרים על ידי יכולתו להתגמש באלומיניום; יתרה מכך, - טמפרטורת המעבר של סגסוגות אלומיניום-טיטניום גבוהה מזו של טיטניום טהור. טיטניום יכול גם ליצור סגסוגות שימושיות עם מוליבדן, מנגן, ברזל ומתכות אחרות.