Stopy tytanu powstają na bazie tytanu, a ich właściwości reguluje się dodatkiem pierwiastków stopowych. System składu chemicznego bezpośrednio określa skład fazowy i właściwości makroskopowe materiału. Tytan to podstawowy pierwiastek stopów tytanu, stanowiący zazwyczaj ponad 50%, a w przypadku niektórych stopów tytanu-o wysokiej czystości może przekraczać 90%.
Aluminium jest jednym z najczęściej stosowanych pierwiastków stopowych w stopach tytanu, stosowanym głównie do stabilizacji fazy w stopach tytanu. W warunkach wysokiej-temperatury Al może spowolnić wzrost ziaren w stopach tytanu, poprawić czystość obszarów granicznych ziaren, a tym samym poprawić ogólne właściwości mechaniczne materiału. Podczas przetwarzania stopów tytanu Al może zwiększyć podatność materiału na kowalność, co jest korzystne dla kształtowania i późniejszej obróbki materiału.
Wanad jest kluczowym pierwiastkiem stabilizującym fazę w stopach tytanu. V może zwiększyć wytrzymałość na rozciąganie i twardość stopów tytanu, poprawiając ich wydajność podczas procesów cięcia i obróbki na gorąco. Jednocześnie V ma zdolność uszlachetniania ziaren, optymalizacji mikrostruktury stopu, poprawy odporności cieplnej i odporności na korozję stopów tytanu oraz poprawy ogólnej wydajności.
Molibden jest także -pierwiastkiem składowym fazowym stopów tytanu, który może znacznie poprawić wytrzymałość na rozciąganie, granicę plastyczności i twardość stopów tytanu, w pewnym stopniu zwiększyć ich wytrzymałość, zwiększyć odporność na korozję w trudnych warunkach (takich jak wysoka temperatura, mocne kwasy i mocne zasady) oraz poprawić ich odporność na zużycie. Jednocześnie odpowiednia ilość Mo może poprawić obrabialność i spawalność stopów tytanu.
Oprócz wyżej wymienionych głównych pierwiastków metalicznych stopy tytanu zawierają również pewne pierwiastki zanieczyszczające, takie jak tlen (O), azot (N), węgiel (C) i wodór (H). Zawartość tych pierwiastków w stopach tytanu musi być ściśle kontrolowana, gdyż nadmierne ilości mogą prowadzić do pogorszenia właściwości użytkowych stopu. Na przykład O i N mają wysoką rozpuszczalność w fazie, co może powodować odkształcenia sieci i zwiększać wytrzymałość stopu, ale jednocześnie mogą również zmniejszać wytrzymałość stopu.
