Titaanisulamid on sulamid, mis põhinevad titaanil, millele on lisatud muid elemente. Titaanil on kaks isomorfset kristalli: tihedalt pakitud kuusnurkne α-titaan, mille temperatuur on alla 882 °C, ja kehakeskne kuupmeetriline β-titaan üle 882 °C.
Legeerelemendid võib jagada kolme kategooriasse vastavalt nende mõjule faasisiirdetemperatuurile:
①Elemendid, mis stabiliseerivad α-faasi ja suurendavad faasisiirdetemperatuuri, on α-stabiliseerivad elemendid, nagu alumiinium, süsinik, hapnik ja lämmastik. Nende hulgas on alumiinium titaanisulami peamine sulamielement, millel on ilmne mõju sulami' normaalse temperatuuri ja kõrge temperatuuri tugevuse parandamisele, erikaalu vähendamisele ja elastsusmooduli suurendamisele.
②Element, mis stabiliseerib β-faasi ja vähendab faasisiirdetemperatuuri, on β-stabiliseeriv element, mille saab jagada kahte tüüpi: isomorfne ja eutektoidne. Esimeste hulka kuuluvad molübdeen, nioobium, vanaadium jne; viimane hõlmab kroomi, mangaani, vaske, rauda, räni ja nii edasi.
③ Elemendid, millel on faasisiirdetemperatuurile vähe mõju, on neutraalsed elemendid, nagu tsirkoonium ja tina.
Hapnik, lämmastik, süsinik ja vesinik on titaanisulamite peamised lisandid. Hapnik ja lämmastik lahustuvad α-faasis paremini, millel on titaanisulamit oluliselt tugevdav toime, kuid see vähendab plastilisust. Tavaliselt on ette nähtud, et titaani hapniku- ja lämmastikusisaldus on vastavalt 0,15-0,2% ja 0,04-0,05% või vähem. Vesiniku lahustuvus α-faasis on väga väike ja liiga palju titaanisulamis lahustunud vesinikku tekitab hüdriide, mis muudavad sulami hapraks. Üldiselt kontrollitakse vesinikusisaldust titaanisulamites alla 0,015%. Vesiniku lahustumine titaanis on pöörduv ja seda saab eemaldada vaakumniilimisega.