钛材中的钛是一种高活性金属元素。它与元素周期表中大多数元素都能发生一定作用。但足以影响其性能的只有那些与钛形成连续或不连续固溶液的元素。这些元素按它们对钛的同素异晶转变温度的影响可分为三大类。其中碳、氧、氮、氢，有时还包括硅、铁等事由原料或加工过程中不免带入的，一般称为杂质元素或残存元素。这些元素可使钛及钛合金强度提高、塑性下降，甚至使断裂韧性、低温韧性、疲劳性能、腐蚀性、冷成型性和可焊性等变坏。其中碳、氧、氮、氢等影响最强烈。因此，在钛及钛合金中，对杂质元素都规定了它们的最高允许含量。其它元素（有时也包括铁、硅）均按一定含量范围有意地加入钛及钛合金中，以改变其组织和性能，故称合金元素。

 

a稳定元素主要有铝、镓、锗、镧、铈、钕及氧、碳、氮、硼等。最近有人认为钪和铪也可属于这一类。在工业钛棒及钛合金中应用最广的a稳定元素是铝。近年来，镓在研制近a型的高温合金中正逐渐引起重视。因此，这里将着重叙述铝和镓的作用。

 

1.钛-铝二元系

铝在β钛中的最大固溶度出现在1460℃，约了30%。铝在a钛中的最大固溶度出现在1080℃，约了11%，550℃时，铝在a钛中的固溶度约为7.5%。一般相图上会出现两种化合物，r相和a2相。r相是以TiAL为基的有序化合物，具有面心正方（差不多是正方的）晶格；a=4.005埃，c=4.073埃，c/a=1.0162。a2相是以Ti2AL为基的有序化合物，具有六方晶格，a=5.8730埃，c=4.6543埃，c/a=0.8047。a2相可以由β相转变而来。

 

2.钛-镓系

钛-镓系二元系钛棒及钛合金，镓在β钛合金中的最大固溶温度出现在1500℃左右，约为38%（30%原子）。镓在a钛中最大固溶度出现在940℃约为17%（13%原子）。固溶度随着温度的降低而降低。一般相图中a2相是以Ti3Ga为基的有序相。