钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金（itaniumalloys）。  

钛合金 - 合金元素  

合金温度的元素为α稳定元素,有碳、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、降低钼、钒等；后者有锰、铁、锆、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。  

单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。

β钛合金
它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，组织稳定性好，有良好的塑性和高温变形状态提高50％～100％；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。

三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金；α钛合金的切削代号为TC。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。典型合金的强度；钛合金 - 性能  

钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。99.5％工业纯钛的性能为：导热系数λ=15.24W/(m.K)，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面比强度高
钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为)热强度高
使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度，可在450-500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃-500℃抗蚀性好
钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于活性大
钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的含碳量大于0.2％时，会在钛合金中形成硬质TiC；温度较高时，与N作用也会形成TiN硬质表层；在600℃以上时，钛吸收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量上升，也会形成硬化程度为20％～30％。钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生)导热系数小、弹性模量小
钛的导热系数λ=15.24W/（m.K）约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50％。钛合金的弹性模量约为钢的1/2，故其刚性差、易变形，不宜制作细长杆和薄壁件，切削时加工表面的回弹量很大，约为不锈钢的2～3倍，造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。

钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛合金的抗磨性差，生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约8％的增长速度发展。世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合***号近30种。使用***的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4)，Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为导弹和材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。中国于1956年开始钛和钛合金研究；60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。