Titaaniseos perustuu titaaniin ja muihin elementteihin. On olemassa kahdenlaisia homogeenisia titaanikiteitä: α-titaani, jonka tiivis kuusikulmainen rakenne on alle 882 ℃ ja β-titaani, jonka rungon keskitetty kuutiomainen rakenne on yli 882 ℃.
Seoselementit voidaan jakaa kolmeen tyyppiin niiden vaikutuksen mukaan muunnoslämpötilaan
① Elementit, jotka stabiloivat α-vaihetta ja lisäävät vaihesiirtymälämpötilaa, ovat α-vakaita elementtejä, mukaan lukien alumiini, hiili, happi ja typpi. Alumiini on titaaniseoksen päämetallielementti, jolla on ilmeinen vaikutus lujuuden parantamiseen huoneenlämmössä ja korkeassa lämpötilassa, ominaispainon pienentämisessä ja kimmomoduulin lisäämisessä.
② Elementit, jotka stabiloivat β-vaihetta ja alentavat vaihesiirtymälämpötilaa, ovat β-stabiileja elementtejä, jotka voidaan jakaa isomorfisiksi ja eutektoidimuodoiksi. Ensimmäiseen kuuluvat molybdeeni, niobium ja vanadium; jälkimmäinen sisältää kromia, mangaania, kuparia, rautaa ja piitä.
③ Elementit, joilla on vähän vaikutusta vaihesiirtymälämpötilaan, ovat neutraaleja elementtejä, kuten zirkonium ja tina.
Happi, typpi, hiili ja vety ovat tärkeimmät epäpuhtaudet titaaniseoksessa. Hapen ja typen liukoisuus α-vaiheeseen on suurempi, mikä voi merkittävästi vahvistaa titaaniseosta, mutta vähentää plastisuutta. Yleensä hapen ja typen pitoisuus titaanissa on alle 0,15-0,2% ja 0,04-0,05%. Vedyn liukoisuus a-faasiin on hyvin pieni, liikaa titaaniseokseen liuotettua vetyä tuottaa hydridiä ja tekee seoksesta hauraan. Yleensä vetypitoisuutta titaaniseoksessa kontrolloidaan alle 0,015%. Vedyn liukeneminen titaaniin on palautuva ja se voidaan poistaa tyhjiöhehkutuksella.
