合金元素钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在 0.15～0.2%和0.04～0.05%以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。

当采用火焰炉加热时，应保持炉内为微氧化性气氛，也可在锭坯表面涂保护层，或在惰性气体中加热。钛合金的热导率低，在加热大截面或高合金化锭坯时，为防止热应力可能引起的锭坯开裂，通常采用低温慢速、高温快速的分段加热法。控制锭坯的加热和终锻温度以及锻造变形量是获得高质量钛板坯的重要保证。钛合金板坯的锻造一般采用水压机和锻锤。为了保证随后的轧制过程顺利进行和保证板材的表面质量，锻造的板坯和铸锭应进行机械加工，剥去表面裂纹及深度达3～4mm的吸气层。

合金元素对纯钛开始再结晶温度的影响已在前节叙述过了。除铌和钴外，一般常用的合金元素和杂质元素均能提高钛的再结晶温度。测定再结晶主要采用金相观察和X射线衍射相结合的方法。当再结晶发生时，形变后的纤维组织上出现细小的等轴晶粒，同时x射线背反射劳厄图相上的衍射环开始变为不连接的斑点。对于可热处理β合金，还可以用不完全时效（500℃/4～8小时，空冷）的方法显示再结晶组织，经不完全时效后的未再结晶晶粒在腐蚀后呈暗色。经测定，TA2纯钛的开始再结晶温度为550℃左右，TA7钛合金约为600℃，TC4钛合金约为700℃，TB2合金则750℃。　　

钛管焊缝缺陷是由于钛管焊接时，因氩弧焊枪形成的氩气气体维护层只能维护好焊接熔池不受空气的有害作用，而对已凝固而处于高温状态附近的焊缝及其附近区域则无保护作用，而处于这种状态的钛管焊缝及其附近的区域仍有很强的吸收空气中的氮及氧的能力。钛管焊接时，气孔是经常碰到的一个主要问题。定制钛合金管形成气孔的根本原因是由于氢影响的结果。钛合金管哪家好防止产生气孔的工艺措施主要有：在高纯度的氩气保护下进行焊接，氩气纯度不应低于99.99%。选择焊接合适的工艺参数、焊接规范，增加深池停留时间使用便于气泡逸出，可有效地减少气孔。对熔池施以良好的气体保护，控制好氩气的流量及流速，防止产生紊流现象，影响保护效果。彻底清除钛管、钛板和钛板管眼表面上的氧化皮油污等有机物。可以用化学和机械方法清洗。

钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金(钛-钼，钛-钯合金等)、低温合金以及特殊功能合金(钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金)等。典型合金的成分和性能见表。钛合金无缝管热处理钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织。一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度；针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性；等轴和针状混合组织具有较好的综合性能。