A liga de titânio é baseada em titânio e outros elementos. Existem dois tipos de cristais homogêneos de titânio: α titânio com estrutura hexagonal compactada abaixo de 882 ℃ e β titânio com estrutura cúbica centrada no corpo acima de 882 ℃.
Os elementos de liga podem ser divididos em três tipos de acordo com seus efeitos na temperatura de transformação
① Os elementos que estabilizam a fase α e aumentam a temperatura de transição de fase são elementos α estáveis, incluindo alumínio, carbono, oxigênio e nitrogênio. O alumínio é o principal elemento de liga na liga de titânio, o que tem efeito óbvio na melhoria da resistência à temperatura ambiente e alta temperatura, reduzindo a gravidade específica e aumentando o módulo de elasticidade.
② Os elementos que estabilizam a fase β e reduzem a temperatura de transição de fase são elementos estáveis β, que podem ser divididos em formas isomórficas e eutetóides. O primeiro inclui molibdênio, nióbio e vanádio; o último inclui cromo, manganês, cobre, ferro e silício.
③ Os elementos que pouco afetam a temperatura de transição de fase são os neutros, como o zircônio e o estanho.
Oxigênio, nitrogênio, carbono e hidrogênio são as principais impurezas na liga de titânio. O oxigênio e o nitrogênio têm maior solubilidade na fase α, o que pode fortalecer significativamente a liga de titânio, mas diminui a plasticidade. Geralmente, o conteúdo de oxigênio e nitrogênio no titânio é inferior a 0,15-0,2% e 0,04-0,05%, respectivamente. A solubilidade do hidrogênio na fase α é muito pequena, muito hidrogênio dissolvido na liga de titânio produzirá hidreto e tornará a liga quebradiça. Geralmente, o teor de hidrogênio na liga de titânio é controlado abaixo de 0,015%. A dissolução do hidrogênio no titânio é reversível e pode ser removida por recozimento a vácuo.
