鈦棒是由純鈦或鈦合金通過熔煉、鍛造、軋制等工藝制成的棒狀材料,具有輕質高強(密度4.51g/cm3)、耐腐蝕性強等顯著特點。在醫療領域常采用Gr5鈦合金(Ti-6Al-4V)制作人工關節,其抗拉強度可達895MPa,遠高于普通不銹鋼材料。需要特別注意的是,鈦棒表面會自然形成致密氧化膜,這使得其在海水、酸堿環境中表現出卓越的穩定性,即便是濃度70%的硝酸溶液也難以對其造成腐蝕。
從生產工藝來看,熱軋鈦棒(加工溫度β相變點以上)通常用于需要承受高負荷的航空部件,而冷軋鈦棒則更適合制造精密醫療器械。不同于普通金屬材料,鈦棒在500℃高溫環境下仍能保持良好機械性能,這使得它成為航天發動機壓氣機葉片的理想選擇。實際應用中還需關注其導熱系數較低(17W/m·K)的特性,在焊接時需要采取特殊工藝防止變形。
鈦棒的規格參數跨度很大,常見直徑范圍6-300mm,長度可達6000mm。特殊規格如超細鈦棒(φ0.5mm)可用于微創手術器械,而超大直徑鈦棒則用于深海探測器耐壓殼體。隨著3D打印技術的發展,現可通過鈦粉選擇性激光熔融(SLM)直接成型復雜結構鈦棒,這種工藝制造的部件內部孔隙率能控制在0.5%以下,為醫療器械個性化定制提供了新可能。
在材料采購時,需要重點關注氧含量指標(工業純鈦TA1要求≤0.18%),這項參數直接影響材料的延展性和沖擊韌性。值得注意的是,相同規格的鈦棒價格可能相差數倍,這主要取決于微量元素含量、晶粒度級別(1-8級)以及是否經過β熱處理等工藝差異。對于要求生物相容性的醫療級鈦棒,還必須通過ISO5832-2或ASTMF136等認證標準。