Stopy tytanu to stopy na bazie tytanu z dodatkiem innych pierwiastków. Tytan ma dwa izomorficzne kryształy: gęsto upakowany heksagonalny tytan α poniżej 882°C i sześcienny tytan β skoncentrowany na ciele w temperaturze powyżej 882°C.
Pierwiastki stopowe można podzielić na trzy kategorie w zależności od ich wpływu na temperaturę przejścia fazowego:
①Pierwiastki, które stabilizują fazę α i zwiększają temperaturę przejścia fazowego to pierwiastki stabilizujące α, takie jak glin, węgiel, tlen i azot. Wśród nich aluminium jest głównym składnikiem stopu tytanu, co ma oczywisty wpływ na poprawę normalnej temperatury i wytrzymałości stopu' w wysokiej temperaturze, zmniejszenie ciężaru właściwego i zwiększenie modułu sprężystości.
②Pierwiastek stabilizujący fazę β i obniżający temperaturę przejścia fazowego to pierwiastek β-stabilizujący, który można podzielić na dwa typy: izomorficzny i eutektoidalny. Pierwsza obejmuje molibden, niob, wanad itp.; ten ostatni zawiera chrom, mangan, miedź, żelazo, krzem i tak dalej.
③ Pierwiastki, które mają niewielki wpływ na temperaturę przemiany fazowej to pierwiastki obojętne, takie jak cyrkon i cyna.
Głównymi zanieczyszczeniami stopów tytanu są tlen, azot, węgiel i wodór. Tlen i azot mają większą rozpuszczalność w fazie α, co ma znaczny wpływ wzmacniający na stop tytanu, ale zmniejsza plastyczność. Zwykle przewiduje się, że zawartość tlenu i azotu w tytanie wynosi odpowiednio 0,15-0,2% i 0,04-0,05% lub mniej. Rozpuszczalność wodoru w fazie α jest bardzo mała, a zbyt duża ilość wodoru rozpuszczonego w stopie tytanu spowoduje powstanie wodorków, które sprawią, że stop będzie kruchy. Ogólnie zawartość wodoru w stopach tytanu jest kontrolowana poniżej 0,015%. Rozpuszczanie wodoru w tytanie jest odwracalne i można je usunąć przez wyżarzanie próżniowe.