L’aliatge de titani es basa en titani i altres elements. Hi ha dos tipus de cristalls homogenis de titani: el titani α amb estructura hexagonal empaquetada per sota de 882 ℃ i el titani β amb estructura cúbica centrada en el cos per sobre de 882 ℃.
Els elements d'aliatge es poden dividir en tres tipus segons els seus efectes sobre la temperatura de transformació
① Els elements que estabilitzen la fase α i augmenten la temperatura de transició de fase són elements estables α, inclosos l’alumini, el carboni, l’oxigen i el nitrogen. L’alumini és l’element principal de l’aliatge de l’aliatge de titani, que té un efecte evident en la millora de la resistència a temperatura ambient i alta temperatura, reduint la gravetat específica i augmentant el mòdul elàstic.
② Els elements que estabilitzen la fase β i redueixen la temperatura de transició de fase són elements estables β, que es poden dividir en formes isomòrfiques i eutectoides. El primer inclou molibdè, niobi i vanadi; aquest últim inclou crom, manganès, coure, ferro i silici.
③ Els elements que tenen poc efecte sobre la temperatura de transició de fase són elements neutres, com el zirconi i l’estany.
L’oxigen, el nitrogen, el carboni i l’hidrogen són les principals impureses de l’aliatge de titani. L’oxigen i el nitrogen tenen una solubilitat més elevada en fase α, cosa que pot enfortir significativament l’aliatge de titani, però disminuir la plasticitat. En general, el contingut d’oxigen i nitrogen al titani és inferior al 0,15-0,2% i al 0,04-0,05% respectivament. La solubilitat de l’hidrogen en fase α és molt petita, massa hidrogen dissolt en l’aliatge de titani produirà hidrur i farà que l’aliatge sigui fràgil. En general, el contingut d'hidrogen en l'aliatge de titani es controla per sota del 0,015%. La dissolució de l’hidrogen en el titani és reversible i es pot eliminar mitjançant un recuit al buit.
