Cường độ cao
Mật độ của hợp kim titan thường vào khoảng 4,51g/cm3, chỉ bằng 60% thép, và một số hợp kim titan có độ bền cao vượt quá độ bền của nhiều loại thép kết cấu hợp kim. Do đó, độ bền riêng (độ bền/mật độ) của hợp kim titan lớn hơn nhiều so với các vật liệu kết cấu kim loại khác và có thể sản xuất các bộ phận có độ bền đơn vị cao, độ cứng tốt và trọng lượng nhẹ. Hợp kim titan được sử dụng trong các thành phần động cơ, khung xương, vỏ, chốt và bánh đáp của máy bay.
Cường độ nhiệt cao
Nhiệt độ sử dụng cao hơn hàng trăm độ so với hợp kim nhôm, và nó vẫn có thể duy trì cường độ cần thiết ở nhiệt độ trung bình, và có thể hoạt động trong thời gian dài ở nhiệt độ 450 ~ 500 độ. Hai loại hợp kim titan này vẫn có cường độ riêng cao trong phạm vi 150 độ ~ 500 độ, trong khi cường độ riêng của hợp kim nhôm giảm đáng kể ở 150 độ. Nhiệt độ hoạt động của hợp kim titan có thể đạt tới 500 độ, trong khi hợp kim nhôm có thể đạt tới dưới 200 độ.
Khả năng chống ăn mòn tốt
Hợp kim titan hoạt động trong môi trường không khí ẩm và nước biển, khả năng chống ăn mòn tốt hơn nhiều so với thép không gỉ, khả năng chống rỗ, ăn mòn axit và ăn mòn ứng suất đặc biệt mạnh và có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với kiềm, clorua, clo hữu cơ, axit nitric, axit sunfuric, v.v. Tuy nhiên, titan có khả năng chống ăn mòn kém đối với môi trường oxy khử và muối crom.
Hiệu suất nhiệt độ thấp tốt
Hợp kim titan vẫn có thể duy trì tính chất cơ học ở nhiệt độ thấp và cực thấp. Hợp kim titan có tính chất nhiệt độ thấp tốt và các thành phần xen kẽ rất thấp, chẳng hạn như TA7, có thể duy trì độ dẻo nhất định ở mức -253. Do đó, hợp kim titan cũng là vật liệu cấu trúc nhiệt độ thấp quan trọng.
Hoạt động hóa học
Titan có hoạt tính hóa học lớn và tạo ra các phản ứng hóa học mạnh với O2, N2, H2, CO, CO2, hơi nước, amoniac, v.v. trong khí quyển. Khi hàm lượng cacbon lớn hơn 0.2%, TiC cứng sẽ được hình thành trong hợp kim titan và khi nhiệt độ cao, lớp bề mặt cứng của TiN cũng sẽ được hình thành do tương tác với N và khi hàm lượng cacbon trên 600 độ, titan sẽ hấp thụ oxy để tạo thành lớp cứng có độ cứng cao và lớp giòn cũng sẽ được hình thành khi hàm lượng hydro tăng lên. Độ sâu của lớp bề mặt cứng và giòn do hấp thụ khí có thể đạt 0,1 ~ 0,15 mm và mức độ cứng là 20% ~ 30%. Titan cũng có ái lực hóa học cao và dễ bám dính vào các bề mặt ma sát.