У огромном свету металних материјала, легуре титанијума се истичу по својим јединственим својствима и широком спектру примене. Као активни метални елемент, титан може да комуницира са многим елементима у периодном систему, а ИИ Корнилов дели елементе у периодном систему у четири групе према карактеристикама интеракције између сваког елемента и титанијума, а комбинација ових различитих група елемената и титанијума даје легурама титанијума јединствене карактеристике.
Прва група елемената су елементи који чине континуални чврсти раствор са титанијумом или титанијумом, има их 10, сви су блиски суседи титанијума у периодном систему, а разлика између атомског радијуса и атомског радијуса титанијума углавном није већа од 8%. Међу њима, кохортни елементи цирконијум и хафнијум титанијума могу да формирају и континуиране чврсте растворе са титанијумом, док преосталих осам елемената (скандијум, ванадијум, ниобијум, тантал, хром, молибден, волфрам и уранијум) формирају само непрекидне чврсте растворе са титанијумом.
Друга група елемената је број елемената који формирају коначне чврсте растворе, одређена метална једињења и једињења ковалентне везе са титанијумом (више од 40 без ретких земних метала). Ова група елемената се налази даље од титанијума у периодном систему него прва група, и њена хемијска својства су прилично различита од титанијума, али неки елементи имају атомске полупречнике сличне титанијуму, што им омогућава да формирају коначне чврсте растворе са титанијумом. Међу њима су манган, гвожђе, кобалт, никл, бакар, бор, алуминијум, галијум, угљеник, силицијум, калај, азот, бизмут, кисеоник, водоник и други елементи посебно важни за проучавање легура титанијума.
Трећа група елемената су елементи који не формирају чврсте растворе са титанијумом, већ формирају различите врсте ковалентних и јонских једињења, са укупно 9 и налазе се крајње десно од периодног система. Међу њима, јонска једињења која формирају халогени и титанијум, као што су ТиЦл₄ и ТиИ₄, имају јединствена хемијска својства.
Четврта група елемената су они који немају интеракцију са титанијумом, укључујући алкалне и земноалкалне метале (осим берилијума), који се налазе на крајњој левој страни периодног система, плус инертни гасови, за укупно 17 елемената. Ови елементи не реагују хемијски са титанијумом, али у одређеним сценаријима примене могу да обезбеде стабилне перформансе легура титанијума. На пример, током топљења и прераде легура титанијума, инертни гасови (као што је аргон) се могу користити као заштитни гасови да би се спречило да легуре титанијума реагују са кисеоником, азотом итд. у ваздуху, чиме се обезбеђује чистоћа и перформансе легура титанијума.
