Aliajul de titan se bazează pe titan și alte elemente. Există două tipuri de cristale omogene de titan: titanul α cu structură hexagonală strânsă sub 882 ℃ și titanul β cu structură cubică centrată pe corp peste 882 ℃.
Elementele din aliaj pot fi împărțite în trei tipuri în funcție de efectele lor asupra temperaturii de transformare
① Elementele care stabilizează faza α și cresc temperatura de tranziție a fazei sunt elemente stabile α, inclusiv aluminiu, carbon, oxigen și azot. Aluminiul este elementul principal al aliajului din aliajul de titan, care are un efect evident asupra îmbunătățirii rezistenței la temperatura camerei și la temperatura ridicată, reducând greutatea specifică și creșterea modulului elastic.
② Elementele care stabilizează faza β și reduc temperatura de tranziție a fazei sunt elemente β stabile, care pot fi împărțite în forme izomorfe și eutectoide. Primul include molibden, niobiu și vanadiu; acesta din urmă include crom, mangan, cupru, fier și siliciu.
③ Elementele care au un efect redus asupra temperaturii de tranziție a fazelor sunt elemente neutre, cum ar fi zirconiul și staniul.
Oxigenul, azotul, carbonul și hidrogenul sunt principalele impurități din aliajul de titan. Oxigenul și azotul au o solubilitate mai mare în faza α, ceea ce poate întări semnificativ aliajul de titan, dar poate reduce plasticitatea. În general, conținutul de oxigen și azot din titan este sub 0,15-0,2% și respectiv 0,04-0,05%. Solubilitatea hidrogenului în faza α este foarte mică, prea mult hidrogen dizolvat în aliaj de titan va produce hidrură și va face aliajul fragil. În general, conținutul de hidrogen din aliajul de titan este controlat sub 0,015%. Dizolvarea hidrogenului în titan este reversibilă și poate fi îndepărtată prin recoacere sub vid.
