鈦合金最初是在1950年代初開發(fā)的，用于航空航天領域，因為它們具有極高的強度密度比，這意味著它們既輕巧又結實。如今，盡管它們對于完全相同的性能仍然對航空航天工業(yè)至關重要，但是，鈦在高腐蝕性環(huán)境中的優(yōu)異耐性已得到認可，導致了廣泛的非航空航天工業(yè)應用。由于降低了成本并提高了軋機和制成品的可用性，鈦合金也已成為許多普通消費品的標準工程材料。

為了更好地理解含鈦合金的成分，您首先需要了解常見的鈦結構。鈦原子以規(guī)則的方式排列，在所有三個維度上延伸。這些圖案的形狀決定了純鈦的兩種可能形式：
α（α）-鈦（原子以某種六角形排列）和
β（β）-鈦（原子以立方（正方形）排列） ） 圖案;
純鈦原子在高達1621°F（883°C）的溫度下呈α相排列。當達到此溫度（β-Transus溫度）時，它們會轉變?yōu)棣孪唷?/span>
TI合金根據(jù)可以穩(wěn)定鈦的α相或β相的合金元素進行分類。
鋁（Al），鎵（Ga），氮（N），氧（O）使α相穩(wěn)定。
鉬（Mo），釩（V），鎢（W），鉭（Ta），硅（Si）使β相穩(wěn)定。

商業(yè)上純鈦主要由α相和一些分散的β相組成。共有5種鈦，分別是所謂的商業(yè)純（CP）或非合金鈦-ASTM 1至4和7級。每種級別的雜質含量不同，其中1級是最純的。鈦首飾通常由2級制成。黑色鈦合金應特別注意，這是一種特殊的專利合金，用于珠寶行業(yè)，尤其是婚戒。

鈦α和近α合金完全由α相組成。它們包含鋁作為主要的合金元素，可穩(wěn)定α相。α合金通常不會對熱處理作出反應，但是它們是可焊接的，通常用于低溫應用，飛機零件和化學加工設備。

鈦α-β合金包含4-6％的β相穩(wěn)定劑；因此它們由α相和β相的混合物組成。α-β鈦合金是可熱處理的。它們具有較高的機械強度和良好的熱成型性。Alpha-β鈦合金可以通過熱處理和時效進行強化，因此可以在材料仍然具有延展性的同時進行制造，然后進行熱處理以增強材料，這是一個很大的優(yōu)勢。該合金用于飛機和飛機渦輪機零件，化學加工設備，船舶硬件和修復設備。
Ti-6Al-4V是最受歡迎的鈦α-β合金-其總產量約為所有TI合金的一半。鋁（Al）由于其固溶強化作用而作為α相穩(wěn)定劑和硬化劑添加到合金中。釩（V）穩(wěn)定了易延展的β相，從而提供了合金的熱加工性能。

鈦β合金富含β相。它們是所有材料中最小的一組，具有良好的淬透性，固溶處理后的良好冷成形性以及時效時的高強度。Beta合金比其他鈦合金稍致密。它們用于飛機，航空航天部件，高強度緊固件，扭桿，高強度飛機板，耐燃飛機發(fā)動機零件的重載用途。

馬氏體時效鋼是一種特殊的鐵合金，盡管鈦是主要成分，但鈦是其中的關鍵成分。