Titāna sakausējumi ir sakausējumi, kuru pamatā ir titāns, kas pievienots citiem elementiem. Titānam ir divi izomorfi kristāli: cieši iesaiņots sešstūrains α titāns, kura temperatūra ir zemāka par 882 °C, un uz ķermeni vērsts kubiskais β titāns virs 882 °C.
Leģējošos elementus var iedalīt trīs kategorijās pēc to ietekmes uz fāzes pārejas temperatūru:
①Elementi, kas stabilizē α fāzi un palielina fāzes pārejas temperatūru, ir α stabilizējoši elementi, piemēram, alumīnijs, ogleklis, skābeklis un slāpeklis. Starp tiem alumīnijs ir galvenais titāna sakausējuma sakausējuma elements, kam ir acīmredzama ietekme uz sakausējuma' normālās temperatūras un stiprības augstā temperatūrā uzlabošanu, samazinot īpatnējo svaru un palielinot elastības moduli.
②Elements, kas stabilizē β fāzi un samazina fāzes pārejas temperatūru, ir β-stabilizējošais elements, ko var iedalīt divos veidos: izomorfā un eitektoīda. Pirmajā ietilpst molibdēns, niobijs, vanādijs utt.; pēdējais ietver hromu, mangānu, varu, dzelzi, silīciju un tā tālāk.
③ Elementi, kuriem ir maza ietekme uz fāzes pārejas temperatūru, ir neitrālie elementi, piemēram, cirkonijs un alva.
Skābeklis, slāpeklis, ogleklis un ūdeņradis ir galvenie piemaisījumi titāna sakausējumos. Skābeklim un slāpeklim ir lielāka šķīdība α fāzē, kas būtiski stiprina titāna sakausējumu, bet samazina plastiskumu. Parasti tiek noteikts, ka skābekļa un slāpekļa saturs titānā ir attiecīgi 0,15-0,2% un 0,04-0,05% vai mazāks. Ūdeņraža šķīdība α fāzē ir ļoti maza, un pārāk daudz titāna sakausējumā izšķīdināta ūdeņraža veidos hidrīdus, kas sakausējumu padarīs trauslu. Parasti ūdeņraža saturs titāna sakausējumos tiek kontrolēts zem 0,015%. Ūdeņraža šķīdināšana titānā ir atgriezeniska, un to var noņemt ar vakuuma atkausēšanu.