钛合金最初是在1950年代初开发的，用于航空航天领域，因为它们具有极高的强度密度比，这意味着它们既轻巧又结实。如今，尽管它们对于完全相同的性能仍然对航空航天工业至关重要，但是，钛在高腐蚀性环境中的优异耐性已得到认可，导致了广泛的非航空航天工业应用。由于降低了成本并提高了轧机和制成品的可用性，钛合金也已成为许多普通消费品的标准工程材料。

为了更好地理解含钛合金的成分，您首先需要了解常见的钛结构。钛原子以规则的方式排列，在所有三个维度上延伸。这些图案的形状决定了纯钛的两种可能形式：
α（α）-钛（原子以某种六角形排列）和
β（β）-钛（原子以立方（正方形）排列） ） 图案;
纯钛原子在高达1621°F（883°C）的温度下呈α相排列。当达到此温度（β-Transus温度）时，它们会转变为β相。
TI合金根据可以稳定钛的α相或β相的合金元素进行分类。
铝（Al），镓（Ga），氮（N），氧（O）使α相稳定。
钼（Mo），钒（V），钨（W），钽（Ta），硅（Si）使β相稳定。

商业上纯钛主要由α相和一些分散的β相组成。共有5种钛，分别是所谓的商业纯（CP）或非合金钛-ASTM 1至4和7级。每种级别的杂质含量不同，其中1级是最纯的。钛首饰通常由2级制成。黑色钛合金应特别注意，这是一种特殊的专利合金，用于珠宝行业，尤其是婚戒。

钛α和近α合金完全由α相组成。它们包含铝作为主要的合金元素，可稳定α相。α合金通常不会对热处理作出反应，但是它们是可焊接的，通常用于低温应用，飞机零件和化学加工设备。

钛α-β合金包含4-6％的β相稳定剂；因此它们由α相和β相的混合物组成。α-β钛合金是可热处理的。它们具有较高的机械强度和良好的热成型性。Alpha-β钛合金可以通过热处理和时效进行强化，因此可以在材料仍然具有延展性的同时进行制造，然后进行热处理以增强材料，这是一个很大的优势。该合金用于飞机和飞机涡轮机零件，化学加工设备，船舶硬件和修复设备。
Ti-6Al-4V是最受欢迎的钛α-β合金-其总产量约为所有TI合金的一半。铝（Al）由于其固溶强化作用而作为α相稳定剂和硬化剂添加到合金中。钒（V）稳定了易延展的β相，从而提供了合金的热加工性能。

钛β合金富含β相。它们是所有材料中最小的一组，具有良好的淬透性，固溶处理后的良好冷成形性以及时效时的高强度。Beta合金比其他钛合金稍致密。它们用于飞机，航空航天部件，高强度紧固件，扭杆，高强度飞机板，耐燃飞机发动机零件的重载用途。

马氏体时效钢是一种特殊的铁合金，尽管钛是主要成分，但钛是其中的关键成分。