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。

钛合金管、钛板材的生产加工工艺介绍。熔炼与铸锭 钛的熔点高，化学性质活泼，在高温或熔融状态下容易与空气和耐火材料发生作用。钛及钛合金通常在真空或惰性气体保护的气氛下，在水冷或液体金属冷却的铜坩埚内熔铸。镍及镍合金管哪家好目前钛锭生产中应用最为广泛的是真空自耗电极电弧炉熔炼。耐腐蚀镍及镍合金管将一定比例的海绵钛、返回料和合金元素混合均匀后，在液压机上压制成块状(称电极块)，再采用等离子焊接方法将电极块焊接成电极(棒)，在真空自耗电极电弧炉中经二次重熔成锭。为保证铸锭成分均匀，对加入的合金元素、返回料和海绵钛的粒度均控制在一定范围之内，并采取三次真空重熔。

氩弧焊、埋弧焊、真空电子束焊等。3毫米以下厚度用钨极氩弧焊，3毫米以上用熔化极氩弧焊。氩气纯度不低于99.99%，严格控制氩气中空气和水蒸气的含量。焊前进行除油污、除氧化皮、除氧化膜表面处理。由于钛及钛合金的化学活性大，易被氧气、氮气、氢气污染，所以不能采用焊条电弧焊、氧乙炔（或氧丙烷等）气焊、二氧化碳焊、原子氢焊等方式焊接。

将氧化钛矿石与氯结合以制备氯化钛。这一步是大多数其他金属可以跳过的，因为它们在加工之前不必将氧化物转化为氯化物。这是一个需要更多时间和金钱的额外步骤。接下来，使用镁或钠作为还原剂还原氯化钛以形成钛。该过程的这一部分必须在钢制反应器内进行，该反应器被焊接封闭并加热至120℃。必须这样做是因为钛具有很强的反应性，混合物中的任何氧气都会导致非常脆的金属。（通常在氩气而不是氧气的受控环境中进行处理。）不幸的是，这意味着钛只能分批加工，不像铁和其他金属在高炉中连续流动。对于钛，必须将材料加入并密封到反应器中几天，然后才能打开并除去钛。总的来说，提取和加工可能需要长达17天。大的反应堆每天可以生产大约一吨的钛，这也不错，但是用于铁的大型高炉每天可以生产多达10,000吨。