خواص مکانیکی تیتانیوم که معمولاً به عنوان خواص مکانیکی شناخته می شود، ارتباط نزدیکی با خلوص دارد. تیتانیوم با خلوص بالا دارای خواص ماشینکاری عالی، با کشیدگی و کاهش مساحت خوب است، اما استحکام آن کم است و برای استفاده به عنوان مصالح ساختاری مناسب نیست. تیتانیوم خالص صنعتی حاوی مقدار متوسطی ناخالصی است، استحکام و انعطاف پذیری بالایی دارد و برای ساخت مصالح ساختاری مناسب است.
رسانایی حرارتی بیلت های تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم کم است که باعث ایجاد اختلاف دمای زیادی بین لایه سطحی و لایه داخلی در هنگام اکستروژن گرم می شود. هنگامی که دمای بشکه اکستروژن 400 درجه است، اختلاف دما می تواند به 200 تا 250 درجه برسد. تحت تأثیر ترکیبی تقویت استنشاقی و اختلاف دمای زیاد در سطح مقطع بیلت، فلز روی سطح و مرکز بیلت خواص مقاومتی و خواص پلاستیکی بسیار متفاوتی ایجاد میکند که باعث تغییر شکل بسیار ناهموار در طول فرآیند اکستروژن میشود. . تنش کششی اضافی زیادی در محصول اکسترود شده ایجاد می شود که منشاء ترک و ترک در سطح محصول اکسترود شده می شود. فرآیند اکستروژن گرم محصولات تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم پیچیده تر از فرآیند اکستروژن آلیاژ آلومینیوم، آلیاژ مس و حتی فولاد است. این توسط خواص فیزیکی و شیمیایی خاص تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم تعیین می شود.
تاکنون روان کننده ها برای فرآیند اکستروژن میله های تیتانیوم ضروری بوده اند. دلیل اصلی این است که تیتانیوم با مواد قالب بر پایه آهن یا آلیاژ نیکل در دمای 980 درجه و 1030 درجه یک یوتکتیک گداخت پذیر تشکیل می دهد و باعث سایش قوی قالب می شود. هنگامی که از روان کننده گرافیت استفاده می شود، خراش های طولی عمیقی بر روی سطح محصول ایجاد می شود. این نتیجه چسبیدن میله تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم به قالب است. هنگامی که از روان کننده های شیشه برای اکستروژن پروفیل ها استفاده می شود، نوع جدیدی از عیب به نام پوک مارک ایجاد می شود، یعنی ترک هایی در لایه سطحی محصول. تحقیقات نشان می دهد که ظاهر "پوک مارک" به دلیل رسانایی حرارتی کم تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم است که باعث می شود لایه سطحی بیلت به شدت سرد شود و انعطاف پذیری آن به شدت کاهش یابد.
آلیاژهای تیتانیوم به دو دسته کم استحکام و پلاستیسیته بالا، استحکام متوسط و استحکام بالا تقسیم می شوند که از 200 (استحکام کم) تا 1300 (استحکام بالا) مگاپاسکال متغیر است، اما به طور کلی آلیاژهای تیتانیوم را می توان به عنوان آلیاژهای با استحکام بالا در نظر گرفت. آنها از آلیاژهای آلومینیوم که دارای استحکام متوسط به حساب می آیند قوی تر هستند و از نظر استحکام می توانند به طور کامل جایگزین برخی از انواع فولادها شوند. در مقایسه با کاهش سریع استحکام آلیاژهای آلومینیوم در دماهای بالاتر از 150 درجه، برخی از آلیاژهای تیتانیوم هنوز می توانند استحکام خوبی را در دمای 600 درجه حفظ کنند. تیتانیوم فلزی متراکم به دلیل وزن سبک، استحکام بالاتر نسبت به آلیاژ آلومینیوم و توانایی حفظ استحکام بالاتر نسبت به آلومینیوم در دماهای بالا بسیار مورد توجه صنعت هوانوردی است. با توجه به اینکه چگالی تیتانیوم 57 درصد فولاد است، استحکام ویژه آن (نسبت استحکام/وزن یا نسبت استحکام به چگالی استحکام ویژه نامیده می شود) بالا و ضد خوردگی، ضد اکسیداسیون و ضد زنگ بودن آن است. قابلیت های خستگی قوی هستند. 3/4 از آلیاژهای تیتانیوم به عنوان مواد ساختاری استفاده می شود که توسط آلیاژهای ساختاری هوافضا نشان داده می شود، 1/4 عمدتا به عنوان آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی استفاده می شود.
آلیاژ تیتانیوم دارای استحکام بالا و چگالی کم، خواص مکانیکی خوب، چقرمگی خوب و مقاومت در برابر خوردگی است. علاوه بر این، آلیاژهای تیتانیوم عملکرد فرآیندی ضعیفی دارند و پردازش آنها دشوار است. در طی فرآیند حرارتی، ناخالصی هایی مانند هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و کربن را به راحتی جذب می کنند. همچنین دارای مقاومت سایش ضعیف و فرآیند تولید پیچیده است. تولید صنعتی تیتانیوم در سال 1948 آغاز شد. نیازهای توسعه صنعت هوانوردی باعث شده است که صنعت تیتانیوم با نرخ رشد متوسط سالانه حدود 8 درصد توسعه یابد. در حال حاضر، تولید سالانه مواد پردازش آلیاژ تیتانیوم در جهان با نزدیک به 30 نوع گرید آلیاژ تیتانیوم به بیش از 40،{3}} تن رسیده است. پرکاربردترین آلیاژهای تیتانیوم عبارتند از Ti-6Al-4V (TC4)، Ti-5Al-2.5Sn (TA7) و تیتانیوم خالص صنعتی (TA1، TA2 و TA3).
