Aliajele de titan sunt aliaje pe bază de titan adăugat cu alte elemente. Titanul are două cristale izomorfe: titan α hexagonal compact sub 882°C și titan β cubic centrat pe corp peste 882°C.
Elementele de aliere pot fi împărțite în trei categorii în funcție de influența lor asupra temperaturii de tranziție de fază:
①Elementele care stabilizează faza α și cresc temperatura de tranziție de fază sunt elemente de stabilizare α, cum ar fi aluminiul, carbonul, oxigenul și azotul. Printre acestea, aluminiul este principalul element de aliaj al aliajului de titan, care are efecte evidente asupra îmbunătățirii temperaturii normale a aliajului'și rezistența la temperaturi ridicate, reducerea greutății specifice și creșterea modulului elastic.
②Elementul care stabilizează faza β și reduce temperatura de tranziție de fază este elementul de stabilizare β, care poate fi împărțit în două tipuri: izomorf și eutectoid. Primul include molibden, niobiu, vanadiu etc.; acesta din urmă include crom, mangan, cupru, fier, siliciu și așa mai departe.
③ Elementele care au un efect redus asupra temperaturii de tranziție de fază sunt elemente neutre, cum ar fi zirconiul și staniul.
Oxigenul, azotul, carbonul și hidrogenul sunt principalele impurități din aliajele de titan. Oxigenul și azotul au o solubilitate mai mare în faza α, ceea ce are un efect semnificativ de întărire asupra aliajului de titan, dar reduce plasticitatea. De obicei, se prevede că conținutul de oxigen și azot din titan este de 0,15-0,2% și, respectiv, 0,04-0,05% sau mai puțin. Solubilitatea hidrogenului în faza α este foarte mică, iar prea mult hidrogen dizolvat în aliajul de titan va produce hidruri, care vor face aliajul fragil. În general, conținutul de hidrogen din aliajele de titan este controlat sub 0,015%. Dizolvarea hidrogenului în titan este reversibilă și poate fi îndepărtată prin recoacere în vid.