تيتانيم فلز نسبتاً سبكي است با چگالي gr/cm3 54/4 كه بين چگالي آلومينيم (gr/cm3 71/2) و آهن (gr/cm3 87/7) قرار مي گيرد. نقطه ذوب تيتانيم C ْ1668 است كه از نقطه ذوب آهن بيشتر است، (C ْ1536) و مدول كشسان آن 2Ib/in106Í8/16 که بین مقادیر مربوط به آهن و آلمینیوم قرار مي گيرد.جزء فلزات با نقطه ذوب بالا است به دلیل تشکیلTio2 برای مقاومت وخوردگی و زد زنگ استفاده می شود به دلیل سبکی وزن و وزن مخصوص کم در موتور جت و در پوسته وبدنه قطعات هواپیما استفاده می شود استفاده تیتانیم در قطعات باعث کاهش وزن ودر نتیجه باعث کاهش سوخت می شود ، از تنها فلزاتی که در آب نمک ودر آب دریا خواص خستگی و خوردگی مناسبی دارد غیر مغناطیسی و قابلیت تغییر فرم پذیری عالی و کشش عالی دارد و نسبت استحکام و وزن آن بهتر از فولاد است.چگالي، نقطه ذوب و مدول كشسان تيانيم با خواص آلومينيم و آهن را جدول 1 مقايسه شده است.

چگالي  تيتانيم  آلومينيم  آهن  چگالي ((gr/cm3 54/4 70/2 87/7 مدول الاستيسيته lb/in2 106Í 8/16 0/9 5/28 نقطه ذوب، C ْ 1668 660 1536 ساختار بلوري در دماي اتاق  HCP FCC BCC

جدول 1- خواص فيزيكي منتخب تيانيم در مقايسه با خواص آلومينيوم و آهن

تیتانیم دو شکل بلوری آلوتروپیک دارد این اشکال عبارتنداز a که ساختار شش وجهی فشرده دارد و Bکه ساختار بلوری مکعب مرکز دار دارد در تیتانیم خالص فاز a تا 883 درجه سانتیگراد پایدار است در بیشتر از883 درجه سانتیگراد این فاز به فاز B تبدیل میشود.

Click this bar to view the original image of 748x372px.

سيستمهاي آلياژي تيتانيم و نمودارهاي فازي 
براي توجيه ريزساختارهاي مختلفي كه در آلياژهاي تيتانيم مشاهده شده است، لازم است از سيستمهاي تثبيت شده مختلف و نمودارهاي فازي آلياژي دو تايي تيتانيم آگاهي داشته باشيم. با وجود اين، بايد يادآوري شود كه نمودارهاي فازي دوتايي را براي شرايط نزديك به تعادل درنظر مي گيرند. در صورتي كه اغلب الياژهاي تجاري با آهنگهاي سريعتري سرد مي شوند. 
آلياژهاي دوتايي تيتانيم به دو سيستم پايدار شده تقسيم مي شوند: a و B . در سيستم پايدار شده a ، این منطقه با افزايش عناصر پايداركننده a وسيعتر مي شود. در سيستم پايدار شده B ، منطقه فاز B ، با افزايش عناصر پايداركننده B وسيعتر مي شود.

سيستم پايدار شده a
در سيستم دوتايي پايدار شده a برطبق شكل 1 عناصر آلياژي بيشتر در فاز aمحلول اند و خط دگرگوني B به طرف بالا حركت مي كند.

برخي از عناصر جانشيني كه فاز تيتانيم a را پايدار مي كنند، آلومينيم، گاليم و ژرمانيم مي باشند. از بين اين سه عنصر، آلومينيم مهمترين است. درحقيقت تقريباً همه آلياژهاي تيتانيم داراي آلومينيم مي باشند زيرا آلومينيم براي شكل پذيري و سبكي به تيتانيم افزوده مي شود. خط دگرگوني فاز B در تيتانيم در نمودار فازيTi-Alدر شکل(2 ) آمده است. 

بعضي از عناصر آلياژي بين نشين نيز فاز a را پايدار مي كنند. اكسيژن، نيتروژن، و كربن همه عناصر پايداركننده a هستند. از آنجا كه اكسيژن ناخالصی است كه در تمام آلياژهاي تجارتي تيتانيم يافت مي شود، يك عنصر مهم پايداركننده a مي باشد. گاهي با استفاده از مقدار اكسيژن مي توان استحكام را مشخص كرد البته میزان حلالیت هید روژن درتیتانیم از دمای (3300 درجه سانتیگراد به بالا) افزایش می یابد و باعث تشکیل هیدرورتیتانیم Tih می شود که باعث شکننده شدن آلیاژ می شود .

سيستمهاي پايدار شده B
در این سیستم عناصری مانند وانادیم و مولیبدن باعث پایداری فاز B میشوند
B به طور کلی به دو نوع تقسیم می شود : B هم شکل و B اوتکتویید.
سيستم هم شكل B ، در سيستم هم شكل B عناصر آلياژي به طور كامل دراین فاز محلول اند وبه aیا يك فاز ديگر يا تركيب تجزیه نمي شود. با افزايش مقدار عنصر آلياژي، دماي دگرگوني B كاهش مي يابد (شكل 3).

Click this bar to view the original image of 748x400px.