鈦合金按組織分類只有三種類型，即α型、（α+β）型和β型。其中α型和β型鈦合金加熱、冷卻后晶型不變，唯有在含一定范圍合金元素的（α+β）型鈦合金，加熱溫度高于相變溫度，快速冷卻時β相具有馬氏體轉變。由于加熱溫度不同，冷卻速度不同，會獲得各種不同的顯微組織，因而具有不同的力學性能。這一點很重要，使用鈦合金生產各種設備、零部件時，如有熱影響，必須考慮合金中相轉變問題。
TC4鈦合金加熱到1020度，合金高溫顯微組織為單相β組成，是固溶體。當以不同冷卻速度，如水中淬火、空氣中冷卻和隨爐冷卻時，獲得的顯微組織不同，水中淬火（WQ）組織為馬氏體α’+β相，空氣中冷卻(AC)組織為針狀α+β相和原始β晶界相，隨爐冷卻（FC）組織為條狀α+β相和原始β相晶界。
與上述情況相同，當加熱到950度和850度時，不同冷卻速度冷卻后所獲得的顯微組織也不同。950度時，水中淬火（WQ）的組織為初生的等軸α相和α’+β相，空氣中冷卻（AC）組織為初生的等軸α相和針狀的β相，隨爐冷卻（FC）組織為等軸的α相和晶界有β相。850度時，水中淬火（WQ）的組織為初生的等軸α相和亞穩定的β相，空氣中冷卻（AC）組織為初生的等軸α相和轉變的β相。
TC4鈦合金加熱到1020度、950度和850度后，以不同冷卻速度冷卻，其室溫力學性能見表1
| 加熱溫度和 冷卻方式 | 抗拉強度 /Mpa | 伸長率 /% | 面縮率 /% |
| 1020度 水淬（WQ） | 1098 | 6.0 | 8.0 |
| 1020度 空冷（AC） | 1005 | 9.0 | 13.5 |
| 1020度 爐冷（FC） | 960 | 12.0 | 22.5 |
| 950度 水淬（WQ） | 1035 | 17.0 | 61.5 |
| 950度 空冷（AC） | 919 | 20.0 | 50.0 |
| 950度 爐冷（FC） | 902 | 21.0 | 48.0 |
| 850度 水淬（WQ） | 976 | 18.0 | 49.0 |
| 850度 空冷（AC） | 951 | 18.0 | 49.0 |
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