Legura titana temelji se na titanu i drugim elementima. Postoje dvije vrste homogenih kristala titana: α titanij sa tijesno upakiranom heksagonalnom strukturom ispod 882 ℃ i β titanij s kubnom strukturom usredsređenom na tijelo iznad 882 ℃.
Elementi legure mogu se podijeliti u tri vrste prema utjecaju na temperaturu pretvorbe
① Elementi koji stabiliziraju α fazu i povećavaju temperaturu faznog prijelaza su α stabilni elementi, uključujući aluminij, ugljenik, kiseonik i azot. Aluminij je glavni element legure u leguri titana, koji ima očigledan efekat na poboljšanje čvrstoće na sobnoj temperaturi i visokoj temperaturi, smanjenje specifične težine i povećanje modula elastičnosti.
② Elementi koji stabiliziraju β fazu i smanjuju temperaturu faznog prijelaza su β stabilni elementi, koji se mogu podijeliti u izomorfne i eutektoidne oblike. Prvi uključuje molibden, niobij i vanadijum; potonji uključuje hrom, mangan, bakar, gvožđe i silicijum.
Elements Elementi koji imaju malo utjecaja na temperaturu faznog prijelaza su neutralni elementi, kao što su cirkonij i kalaj.
Kiseonik, azot, ugljenik i vodonik glavne su nečistoće u leguri titana. Kisik i azot imaju veću topljivost u α fazi, što može značajno ojačati leguru titana, ali smanjiti plastičnost. Generalno, sadržaj kiseonika i azota u titanu je ispod 0,15-0,2%, odnosno 0,04-0,05%. Topljivost vodika u α fazi je vrlo mala, previše vodika rastvorenog u leguri titana proizvest će hidrid i učiniti leguru krhkom. Općenito se sadržaj vodika u leguri titana kontrolira ispod 0,015%. Rastvaranje vodonika u titanu je reverzibilno i može se ukloniti vakuumskim žarenjem.
