Titanlegeringar är legeringar baserade på titan tillsatt med andra grundämnen. Titan har två isomorfa kristaller: tätpackat hexagonalt α-titan under 882°C och kroppscentrerat kubiskt β-titan över 882°C.
Legeringselement kan delas in i tre kategorier beroende på deras inverkan på fasövergångstemperaturen:
①De element som stabiliserar α-fasen och ökar fasövergångstemperaturen är α-stabiliserande element, såsom aluminium, kol, syre och kväve. Bland dem är aluminium huvudlegeringselementet i titanlegeringen, vilket har uppenbara effekter på att förbättra legeringens normala temperatur och höga temperaturhållfasthet, minska den specifika vikten och öka elasticitetsmodulen.
②Det element som stabiliserar β-fasen och minskar fasövergångstemperaturen är det β-stabiliserande elementet, som kan delas in i två typer: isomorft och eutektoid. Den förra inkluderar molybden, niob, vanadin, etc.; det senare inkluderar krom, mangan, koppar, järn, kisel och så vidare.
③ De element som har liten effekt på fasövergångstemperaturen är neutrala element, såsom zirkonium och tenn.
Syre, kväve, kol och väte är de viktigaste föroreningarna i titanlegeringar. Syre och kväve har större löslighet i α-fasen, vilket har en betydande stärkande effekt på titanlegeringen, men det minskar plasticiteten. Vanligtvis föreskrivs att syre- och kvävehalten i titan är 0,15-0,2% respektive 0,04-0,05% eller mindre. Lösligheten av väte i α-fasen är mycket liten, och för mycket väte löst i titanlegeringen kommer att producera hydrider, vilket kommer att göra legeringen spröd. I allmänhet kontrolleras vätehalten i titanlegeringar under 0,015 %. Upplösningen av väte i titan är reversibel och kan avlägsnas genom vakuumglödgning.