Postoje dvije vrste homogenih heterokristala legirajućeg elementa titanijuma: titanijum sa zbijenom heksagonalnom strukturom ispod 882 stepena i titanijum sa kubičnom strukturom usredsređenom na telo iznad 882 stepena.
Prema njihovom uticaju na temperaturu faznog prelaza
Legirajući elementi se mogu podijeliti u tri kategorije na osnovu njihovog utjecaja na temperaturu faznog prijelaza:
(1) Elementi koji stabilizuju fazu i povećavaju temperaturu faznog prelaza su stabilni elementi, uključujući aluminijum, ugljenik, kiseonik i azot. Među njima, aluminijum je glavni legirajući element legure titanijuma, koji ima očigledne efekte na poboljšanje čvrstoće legure na sobnoj temperaturi i visokoj temperaturi, smanjenje specifične težine i povećanje modula elastičnosti.
(2) Elementi koji stabiliziraju fazu i smanjuju temperaturu faznog prijelaza su stabilni elementi, koji se mogu podijeliti u dva tipa: izomorfni i eutektički tip. Prvi ima molibden, niobijum, vanadijum itd., a drugi hrom, mangan, bakar, gvožđe, silicijum itd.
(3) Elementi koji imaju mali uticaj na temperaturu faznog prelaza su neutralni elementi, kao što su cirkonijum i kalaj.
Kiseonik, azot, ugljenik i vodonik su glavne nečistoće u legurama titana. Kiseonik i azot imaju veliku rastvorljivost u fazi, što ima značajan efekat ojačanja na legurama titana, ali smanjuje plastičnost. Generalno, sadržaj kiseonika i azota u titanijumu je ispod {{0}}.15~0.2% i 0.04~0.05 % respektivno. Vodik ima malu rastvorljivost u fazi, a rastvaranje previše vodonika u legurama titana će proizvesti hidride, koji leguru čine krhkom. Generalno, sadržaj vodonika u legurama titanijuma je kontrolisan ispod 0,015%. Otapanje vodonika u titanu je reverzibilno i može se ukloniti vakuumskim žarenjem.
Prema sastavu faze
Legure titanijuma se mogu podeliti u tri kategorije prema sastavu faze: legure, (+) legure i legure, koje su u Kini predstavljene sa TA, TC i TB.
(1) Legura sadrži određenu količinu elemenata sa stabilnim fazama, a uglavnom je sastavljena od faza u ravnotežnom stanju. legura ima malu specifičnu težinu, dobru termičku čvrstoću, dobru zavarljivost i odličnu otpornost na koroziju, a nedostatak je što ima nisku čvrstoću na sobnoj temperaturi, te se obično koristi kao materijal otporan na toplinu i materijal otporan na koroziju. legure se generalno dijele na legure (TA7), bliske legure (Ti-8Al-1Mo-1V) i legure sa malim jedinjenjima (Ti-2. 5Cu).
(2) ( + ) Legura sadrži određenu količinu elemenata stabilne faze i faze, a struktura legure u ravnotežnom stanju je faza i faza. (+) legura ima srednju čvrstoću i može se ojačati termičkom obradom, ali je učinak zavarivanja loš. ( + ) legure se široko koriste, među kojima proizvodnja Ti-6Al-4V legure čini više od polovine svih materijala titanijuma.
(3) Legura sadrži veliki broj elemenata koji stabilizuju fazu, koja može zadržati sve visokotemperaturne faze do sobne temperature. legure se općenito dijele na legure koje se mogu termički obrađivati (substabilne legure i skoro substabilne legure) i legure stabilne na toplinu. Termički obrađena legura ima odličnu plastičnost u kaljenom stanju i može postići da vlačna čvrstoća dostigne 130~140kgf/mm2 kroz tretman starenja. legure se obično koriste kao materijali visoke čvrstoće i žilavosti. Nedostaci su veliki udio, visoka cijena, loše performanse zavarivanja i teška obrada rezanja.