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影响钛合金的元素大体分为：α相稳定元素、中性元素和β相稳定元素。
α相稳定元素是能够提高α→β转变温度的元素。常见的α相稳定元素有铝、镓和锗等。钛-铝二元相图如下图所示。从相图上看Al元素能扩大α相区，可以提高α→β转变温度。而且铝是目前使用最广的α稳定元素，具有显著的固溶强化作用以及能够降低熔点,而且在室温和高温都能够起到强化作用。
钛-铝相图中性元素是对α相与β相的相变温度影响不明显的元素，比如锆、锡等。其在α-Ti和β-Ti中均有比较大的溶解度，主要配合其他元素，起补强作用。
β相稳定元素是降低α→β转变温度的元素。β相稳定元素大体上可分为：β同晶元素和β共析元素。钛-钼二元相图如下图所示。常见的β同晶元素有钼、钒等，而且这些元素和铝一样也具有显著的固溶强化作用，其在提高合金的强度的同时，又能保持良好的塑性，还能提高钛的热稳定性。同时，β共析元素可分为：快、慢共析元素。慢共析元素有锰、铁、铬等，这些元素的强化效果大稳定β相能力强。同时，它们会使钛的β相的共析反应速度变慢，在一般冷却速度下该反应来不及进行，对合金产生固溶强化作用。常见的快共析元素有硅、铜、镍、银、钨、铋等，主要特点是在β钛中的共析反应速度很快。
钛-钼相图