Các tính chất cơ học của titan, thường được gọi là tính chất cơ học, có liên quan chặt chẽ đến độ tinh khiết. Titan có độ tinh khiết cao có đặc tính gia công tuyệt vời, độ giãn dài và giảm diện tích tốt, nhưng độ bền thấp và không thích hợp để sử dụng làm vật liệu kết cấu. Titan nguyên chất công nghiệp chứa một lượng tạp chất vừa phải, có độ bền và độ dẻo cao, thích hợp để chế tạo vật liệu kết cấu.
Độ dẫn nhiệt của phôi titan và hợp kim titan thấp, điều này sẽ gây ra sự chênh lệch nhiệt độ rất lớn giữa lớp bề mặt và lớp bên trong trong quá trình ép đùn nóng. Khi nhiệt độ của thùng đùn là 400 độ, chênh lệch nhiệt độ có thể đạt tới 200 ~ 250 độ. Dưới ảnh hưởng kết hợp của việc tăng cường hít phải và chênh lệch nhiệt độ lớn ở mặt cắt ngang của phôi, kim loại trên bề mặt và tâm của phôi tạo ra các đặc tính cường độ và tính chất dẻo rất khác nhau, sẽ gây ra biến dạng rất không đồng đều trong quá trình ép đùn. . Một ứng suất kéo bổ sung lớn được tạo ra trong sản phẩm ép đùn, trở thành nguồn gốc của các vết nứt và vết nứt trên bề mặt của sản phẩm ép đùn. Quá trình ép đùn nóng của các sản phẩm hợp kim titan và titan phức tạp hơn quá trình ép đùn hợp kim nhôm, hợp kim đồng và thậm chí cả thép. Điều này được xác định bởi các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt của titan và hợp kim titan.
Cho đến nay, chất bôi trơn là cần thiết cho quá trình ép đùn thanh titan. Lý do chính là titan sẽ tạo thành eutectic dễ nóng chảy với vật liệu khuôn hợp kim gốc sắt hoặc niken ở nhiệt độ 980 độ và 1030 độ, gây ra sự mài mòn mạnh của khuôn. Khi sử dụng chất bôi trơn bằng than chì, bề mặt sản phẩm có thể hình thành các vết xước dọc sâu. Đây là hậu quả của việc thanh titan và thanh hợp kim titan dính vào khuôn. Khi chất bôi trơn thủy tinh được sử dụng để ép đùn các biên dạng, một loại khuyết tật mới sẽ được gây ra gọi là "vết rỗ", tức là các vết nứt trên lớp bề mặt của sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy sự xuất hiện của "vết rỗ" là do độ dẫn nhiệt của titan và hợp kim titan thấp, khiến lớp bề mặt của phôi nguội đi dữ dội và độ dẻo giảm đáng kể.
Hợp kim titan được chia thành độ bền thấp và độ dẻo cao, độ bền trung bình và độ bền cao, từ 200 (cường độ thấp) đến 1300 (cường độ cao) MPa, nhưng nhìn chung hợp kim titan có thể được coi là hợp kim có độ bền cao. Chúng bền hơn hợp kim nhôm, được coi là có độ bền trung bình và có thể thay thế hoàn toàn một số loại thép về độ bền. So với sự giảm nhanh độ bền của hợp kim nhôm ở nhiệt độ trên 150 độ, một số hợp kim titan vẫn có thể duy trì độ bền tốt ở 600 độ. Titan kim loại dày đặc được ngành hàng không đánh giá cao vì trọng lượng nhẹ, độ bền cao hơn hợp kim nhôm và khả năng duy trì độ bền cao hơn nhôm ở nhiệt độ cao. Do mật độ của titan là 57% của thép nên cường độ riêng của nó (tỷ lệ cường độ/trọng lượng hoặc tỷ lệ cường độ/mật độ được gọi là cường độ riêng) cao, và khả năng chống ăn mòn, chống oxy hóa và chống- khả năng mệt mỏi rất mạnh. 3/4 hợp kim titan được sử dụng làm vật liệu kết cấu, đại diện là hợp kim kết cấu hàng không vũ trụ, 1/4 chủ yếu được sử dụng làm hợp kim chống ăn mòn.
Hợp kim titan có độ bền cao và mật độ thấp, tính chất cơ học tốt, độ bền tốt và khả năng chống ăn mòn. Ngoài ra, hợp kim titan có hiệu suất xử lý kém và khó xử lý. Trong quá trình xử lý nhiệt, chúng dễ dàng hấp thụ các tạp chất như hydro, oxy, nitơ và carbon. Nó cũng có khả năng chống mài mòn kém và quy trình sản xuất phức tạp. Công nghiệp sản xuất titan bắt đầu vào năm 1948. Nhu cầu phát triển của ngành hàng không đã khiến ngành titan phát triển với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm khoảng 8%. Hiện tại, sản lượng vật liệu gia công hợp kim titan hàng năm trên thế giới đã đạt hơn 40.000 tấn, với gần 30 loại hợp kim titan. Các hợp kim titan được sử dụng rộng rãi nhất là Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) và titan nguyên chất công nghiệp (TA1, TA2 và TA3).
