Bốn dạng chính của sơ đồ trạng thái nhị phân của titan

Theo phân loại của II Kornilov, có bốn dạng sơ đồ pha chính của hệ nhị phân gồm các phần giàu titan.

Trong trường hợp đầu tiên, cả hai (mạng lục giác được sắp xếp dày đặc) và (mạng lập phương tâm khối) đều là các hệ dung dịch rắn liên tục (Hình a). Chỉ có hai hệ thống nhị phân như vậy là hệ thống Ti-Zr và Ti-Hf. Lý do tại sao titan tạo thành dung dịch rắn liên tục với zirconium và hafnium là vì titan, zirconi và hafnium là các nguyên tố thuộc cùng một nhóm trong bảng tuần hoàn và các nguyên tử của chúng có cùng cấu trúc điện tử bên ngoài, cùng loại mạng và bán kính nguyên tử giống nhau. Có thể hình dung rằng hệ ba ngôi của Ti-Zr-Hf cũng sẽ tạo thành dung dịch rắn ba ngôi liên tục.

Loại thứ hai là dung dịch rắn liên tục và là hệ dung dịch rắn hữu hạn (Hình b). Có bốn hệ thống nhị phân như vậy là Ti-Mo, Ti-V, Ti-Nb và Ti-Ta. Như Mo, V, Nb, Ta, bốn kim loại này chỉ có một loại tinh thể là mạng lập phương tâm khối nên chúng chỉ có cùng loại tinh thể với -Ti tạo thành dung dịch rắn liên tục và có hàng dày đặc các Mạng lục giác của aTi khi hình thành dung dịch rắn giới hạn, khi titan và nhôm, vanadi, niobium, tantalum được tạo thành từ nhiều hợp kim, cũng sẽ tạo thành nhiều loại là dung dịch rắn liên tục và dung dịch rắn giới hạn.

Thứ ba, ở trạng thái rắn, các phản ứng bao gồm và hình thành một hoặc một số hệ hợp chất kim loại (Hình c). Các hệ thống nhị phân hình thành sơ đồ pha này là Ti-Al, Ti-Sn, Ti-Ce, Ti-B, Ti-C, v.v. Ba hệ thống đầu tiên có khoảng dung dịch rắn rộng, điều này rất quan trọng đối với hợp kim titan chịu nhiệt.

Thứ tư, phản ứng eutectic ở trạng thái rắn và sự hình thành hệ hợp chất nhất định (Hình d). Ví dụ về hệ thống nhị phân Ti-Sc, Ti-Cr, Ti-W, Ti-U, Ti-Mn, Ti-Fe, Ti-Co, Ti-Ni, TiCu, Ti-Pd, Ti-Pb.

Trong bảng tuần hoàn gồm hơn 100 nguyên tố, có thể tạo thành một hệ nhị phân với sơ đồ pha titan có hơn 70, có khoảng 50 ~ 60 dữ liệu nghiên cứu.