钛管的疲劳性能源于其独特的微观结构和化学成分。钛合金中，α相赋予材料较高的强度和耐热性，β相则提升了塑性和韧性 ，二者协同作用，让钛管能在承受交变应力时，有效抵抗疲劳裂纹的萌生与扩展。比如，经过适当热处理和加工工艺的TC11钛管，在循环载荷下表现出良好的稳定性，能长时间可靠工作。
通过实验测定，钛管的疲劳强度表现优异。像TB3钛合金焊管，室温下疲劳极限约520MPa，1000次循环后疲劳强度仍能维持在480MPa左右。在高温环境下，虽然疲劳强度有所下降，但依然能保持在400MPa以上。其疲劳寿命同样出色，在400MPa应力下，疲劳寿命可达1x10^7次循环，裂纹扩展速率也相对较低，在ΔK=15MPa√m时，约为2.0x10^-5m/cycle，展现出卓越的抗疲劳裂纹扩展能力。
在机械应用中，航空发动机是钛管的重要应用场景。发动机内部的叶片、鼓筒等部件，在高温、高压、高转速的极端工况下运行，承受着复杂交变应力。钛管制成的这些部件，凭借良好的疲劳性能，能够稳定工作，有效降低因疲劳失效导致的发动机故障风险，提高发动机的性能和可靠性，进而提升飞机的飞行安全性和经济性。
在工业机械设备里，钛管也发挥着关键作用。如大型压缩机、泵类设备的管道系统，使用钛管可减少因振动、压力波动等产生的疲劳损伤，延长设备维修周期，保障工业生产的连续性和稳定性 。
钛管的疲劳性能为其在机械领域的广泛应用奠定了坚实基础，随着研究的深入和技术的进步，其在更多高端机械装备中的应用前景将更加广阔，推动机械行业朝着高性能、长寿命方向发展 。