טיטניום הוא איזומר אלוטרופי עם נקודת התכה של 1720 מעלות. יש לו מבנה סריג משושה צפוף, הנקרא -טיטניום, כאשר הוא נמוך מ-882 מעלות, ומבנה סריג מעוקב במרכז הגוף, הנקרא -טיטניום, כאשר הוא גבוה מ-882 מעלות. השימוש במאפיינים השונים של טיטניום של שני המבנים הנ"ל, מוסיף את יסודות הסגסוג המתאימים, כך שטמפרטורת מעבר הפאזות שלו ותכולת הפאזות שלו משתנים בהדרגה ומקבלים ארגונים שונים של סגסוגות טיטניום (סגסוגות טיטניום). בטמפרטורת החדר, לסגסוגות טיטניום יש שלושה סוגים של ארגון מטריקס, סגסוגות טיטניום מחולקות גם לשלוש הקטגוריות הבאות: -סגסוגות, (+) סגסוגות וסגסוגות -סגסוגות. בסין, סגסוגות אלו מכונות TA, TC ו-TB בהתאמה.
סגסוגת אלפא טיטניום
זוהי סגסוגת חד פאזית המורכבת מתמיסה מוצקה - פאזית, שהיא שלב, ארגון יציב, עמידות בפני שחיקה גבוהה יותר מטיטניום טהור ועמידות חמצון חזקה, הן בטמפרטורה כללית והן בטמפרטורה גבוהה יותר של יישום מעשי. תחת הטמפרטורה של 500 מעלות -600 מעלות, הוא עדיין שומר על חוזק ועמידות לזחילה, אך לא ניתן לחזק אותו על ידי טיפול בחום, וחוזק טמפרטורת החדר שלו אינו גבוה.
סגסוגת טיטניום
זוהי סגסוגת חד פאזית המורכבת מתמיסה מוצקה - פאזית, בעלת חוזק גבוה ללא טיפול בחום, והסגסוגת מתחזקת עוד יותר לאחר כיבוי והזדקנות, וחוזק טמפרטורת החדר יכול להיות עד 1,372-1 ,666MPa; עם זאת, יש לו יציבות תרמית ירודה, והוא אינו מתאים לשימוש בטמפרטורות גבוהות.
+ סגסוגת טיטניום
זוהי סגסוגת דו-פאזית עם ביצועים מקיפים טובים, יציבות ארגונית טובה, קשיחות טובה, פלסטיות ודפורמציה בטמפרטורה גבוהה, יכולה להיות עיבוד טוב יותר בלחץ חם, ניתנת להרווה, מזדקנות כדי לחזק את הסגסוגת. לאחר טיפול בחום, החוזק גבוה בכ-50% ממצב החישול; חוזק בטמפרטורה גבוהה, יכול לעבוד במשך זמן רב בטמפרטורה של 400 מעלות עד 500 מעלות, והיציבות התרמית שלו היא שניה לסגסוגת טיטניום.
שלושה סוגים של סגסוגות טיטניום בשימוש נפוץ הם סגסוגת טיטניום + סגסוגת טיטניום; לסגסוגת טיטניום יש יכולת עיבוד טובה, + סגסוגת טיטניום היא שנייה, סגסוגת טיטניום גרועה. קוד סגסוגת טיטניום עבור TA, קוד סגסוגת טיטניום עבור TB, + קוד סגסוגת טיטניום עבור TC.
ניתן לחלק סגסוגות טיטניום לסגסוגות עמידות חום, סגסוגות בעלות חוזק גבוה, סגסוגות עמידות בפני קורוזיה (טיטניום-מוליבדן, סגסוגות טיטניום-פלדיום וכו'), סגסוגות בטמפרטורה נמוכה וסגסוגות פונקציונליות מיוחדות (חומרי אחסון מימן טיטניום-ברזל וסגסוגות זיכרון טיטניום-ניקל). ההרכב והמאפיינים של סגסוגות טיפוסיות מוצגים בטבלה.
טיפול בחום סגסוגות טיטניום יכולות להשיג הרכבי פאזה וארגונים שונים על ידי התאמת תהליך הטיפול בחום. בדרך כלל מאמינים שלארגון האיזומטרי העדין יש פלסטיות טובה יותר, יציבות תרמית וחוזק עייפות; לארגון דמוי מחט יש חוזק סיבולת גבוה יותר, חוזק זחילה וקשיחות שבר; לארגון מעורב איזומטרי ודמוי מחט יש ביצועים כלליים טובים יותר.
