Titanlegering er basert på titan og andre elementer. Det er to typer homogene krystaller av titan: α titan med tettpakket sekskantet struktur under 882 ℃ og β titan med kroppssentrert kubisk struktur over 882 ℃.
Legeringselementer kan deles inn i tre typer i henhold til deres innvirkning på transformasjonstemperaturen
Elementene som stabiliserer α-fasen og øker faseovergangstemperaturen er α-stabile elementer, inkludert aluminium, karbon, oksygen og nitrogen. Aluminium er hovedlegeringselementet i titanlegering, som har åpenbar effekt på å forbedre styrken ved romtemperatur og høy temperatur, redusere egenvekten og øke elastisitetsmodulen.
② Elementene som stabiliserer β-fasen og reduserer faseovergangstemperaturen er β-stabile elementer, som kan deles inn i isomorfe og eutektoide former. Førstnevnte inkluderer molybden, niob og vanadium; sistnevnte inkluderer krom, mangan, kobber, jern og silisium.
Elementene som har liten innvirkning på faseovergangstemperaturen er nøytrale elementer, som zirkonium og tinn.
Oksygen, nitrogen, karbon og hydrogen er de viktigste urenhetene i titanlegering. Oksygen og nitrogen har høyere løselighet i α-fase, noe som kan styrke titanlegeringen betydelig, men redusere plastisiteten. Generelt er innholdet av oksygen og nitrogen i titan under henholdsvis 0,15-0,2% og 0,04-0,05%. Løseligheten til hydrogen i α-fase er veldig liten, for mye hydrogen oppløst i titanlegering vil gi hydrid og gjøre legeringen sprø. Generelt kontrolleres hydrogeninnholdet i titanlegering under 0,015%. Oppløsningen av hydrogen i titan er reversibel og kan fjernes ved vakuumglødning.
