मिश्र धातु तत्व टाइटेनियम के दो प्रकार के समरूप हेटरोक्रिस्टल हैं: 882 डिग्री से नीचे क्लोज-पैक हेक्सागोनल संरचना वाला टाइटेनियम, और 882 डिग्री से ऊपर शरीर-केंद्रित क्यूबिक संरचना वाला टाइटेनियम।
चरण संक्रमण तापमान पर उनके प्रभाव के अनुसार
मिश्र धातु तत्वों को चरण संक्रमण तापमान पर उनके प्रभाव के आधार पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
(1) चरण को स्थिर करने और चरण संक्रमण तापमान को बढ़ाने वाले तत्व स्थिर तत्व हैं, जिनमें एल्यूमीनियम, कार्बन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन शामिल हैं। उनमें से, एल्यूमीनियम टाइटेनियम मिश्र धातु का मुख्य मिश्र धातु तत्व है, जिसका कमरे के तापमान और उच्च तापमान पर मिश्र धातु की ताकत में सुधार, विशिष्ट गुरुत्व को कम करने और लोचदार मापांक को बढ़ाने पर स्पष्ट प्रभाव पड़ता है।
(2) चरण को स्थिर करने वाले तथा चरण संक्रमण तापमान को कम करने वाले तत्व स्थिर तत्व होते हैं, जिन्हें दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: आइसोमॉर्फिक तथा यूटेक्टिक प्रकार। पूर्व में मोलिब्डेनम, नियोबियम, वैनेडियम आदि होते हैं, तथा बाद में क्रोमियम, मैंगनीज, तांबा, लोहा, सिलिकॉन आदि होते हैं।
(3) वे तत्व जिनका चरण संक्रमण तापमान पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है वे तटस्थ तत्व हैं, जैसे ज़िरकोनियम और टिन।
ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन और हाइड्रोजन टाइटेनियम मिश्र धातुओं में मुख्य अशुद्धियाँ हैं। ऑक्सीजन और नाइट्रोजन में चरण में बड़ी घुलनशीलता होती है, जिसका टाइटेनियम मिश्र धातुओं पर महत्वपूर्ण सुदृढ़ीकरण प्रभाव पड़ता है, लेकिन प्लास्टिसिटी कम हो जाती है। आम तौर पर, टाइटेनियम में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन की मात्रा क्रमशः {{0}}.15~0.2% और 0.04~0.05% से कम होती है। हाइड्रोजन में चरण में कम घुलनशीलता होती है, और टाइटेनियम मिश्र धातुओं में बहुत अधिक हाइड्रोजन घुलने से हाइड्राइड्स का उत्पादन होगा, जो मिश्र धातु को भंगुर बना देगा। आम तौर पर, टाइटेनियम मिश्र धातुओं में हाइड्रोजन सामग्री को 0.015% से नीचे नियंत्रित किया जाता है। टाइटेनियम में हाइड्रोजन का विघटन प्रतिवर्ती है और इसे वैक्यूम एनीलिंग के साथ हटाया जा सकता है।
चरण की संरचना के अनुसार
टाइटेनियम मिश्र धातुओं को चरण की संरचना के अनुसार तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: मिश्र धातु, ( + ) मिश्र धातु और मिश्र धातु, जिन्हें चीन में टीए, टीसी और टीबी द्वारा दर्शाया जाता है।
(1) मिश्र धातु में स्थिर चरणों के साथ तत्वों की एक निश्चित मात्रा होती है, और मुख्य रूप से संतुलन अवस्था में चरणों से बनी होती है। मिश्र धातु में एक छोटा विशिष्ट गुरुत्व, अच्छी तापीय शक्ति, अच्छी वेल्डेबिलिटी और उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध होता है, और नुकसान यह है कि इसमें कमरे के तापमान पर कम ताकत होती है, और आमतौर पर इसे गर्मी प्रतिरोधी सामग्री और संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। मिश्र धातुओं को आम तौर पर सभी मिश्र धातुओं (TA7), निकट-मिश्र धातुओं (Ti-8Al-1Mo-1V), और छोटे यौगिकों वाली मिश्र धातुओं (Ti-2.5Cu) में विभाजित किया जाता है।
(2) ( + ) मिश्र धातु में स्थिर चरण और चरण के तत्वों की एक निश्चित मात्रा होती है, और संतुलन अवस्था में मिश्र धातु की संरचना चरण और चरण होती है। ( + ) मिश्र धातु में मध्यम ताकत होती है और इसे गर्मी उपचार द्वारा मजबूत किया जा सकता है, लेकिन वेल्डिंग का प्रदर्शन खराब होता है। ( + ) मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिनमें से Ti-6Al-4V मिश्र धातु का उत्पादन सभी टाइटेनियम सामग्रियों के आधे से अधिक के लिए होता है।
(3) मिश्र धातु में बड़ी संख्या में ऐसे तत्व होते हैं जो चरण को स्थिर करते हैं, जो सभी उच्च तापमान चरणों को कमरे के तापमान पर बनाए रख सकते हैं। मिश्र धातुओं को आम तौर पर ऊष्मा-उपचार योग्य मिश्र धातुओं (उप-स्थिर मिश्र धातु और निकट-उप-स्थिर मिश्र धातु) और ऊष्मा-स्थिर मिश्र धातुओं में विभाजित किया जाता है। ऊष्मा-उपचार योग्य मिश्र धातु में शमन अवस्था में उत्कृष्ट प्लास्टिसिटी होती है, और उम्र बढ़ने के उपचार के माध्यम से तन्य शक्ति 130 ~ 140kgf / mm2 तक पहुँच सकती है। मिश्र धातुओं का उपयोग आमतौर पर उच्च शक्ति और उच्च कठोरता वाली सामग्री के रूप में किया जाता है। नुकसान बड़े अनुपात, उच्च लागत, खराब वेल्डिंग प्रदर्शन और कठिन काटने की प्रक्रिया हैं।