Ydeevnen af titanlegering er uløseligt forbundet med dens mikrostrukturmorfologi. Der er fire hovedtyper af almindelige mikrostrukturer, og mikrostrukturen afhænger af varmebehandlingsprocessen.
1) Når TC4 titanlegering opvarmes til 970 grader, omdannes fasen ikke fuldstændigt til fase. Den ovnkølede struktur er en ligeakset fase med en lille mængde fase ved korngrænserne; den luftkølede struktur er en primær fase og nåleformet fase. Fase; både oliekølede og vandkølede strukturer er nåleformet martensitfase og lamelfase.
2) Efter at TC4 titanlegeringen er isoleret ved 1020 grader, er den ovnkølede struktur en tæt arrangeret og grov fase, den luftkølede struktur er en tyk og kort fase, og den oliekølede struktur er en fase og en lille mængden af nåleformet martensitfase. Den vandkølede struktur er en fin nållignende fase. Når holdetemperaturen stiger til 1100 grader og 1200 grader, har de ovnkølede og luftkølede strukturer en tendens til at blive tykkere. Martensitstruktur opnås under vandkøling, og størrelsen af martensitstruktur påvirkes mindre af ændringer i holdetemperaturen.
3) Hårdheden af TC4 titanlegering stiger med stigningen i varmebehandlingens kølehastighed. Når temperaturen er lavere end faseovergangstemperaturen (970 grader), er hårdhedsværdien efter isolering og afkøling relativt lav; når temperaturen er over 1020 grader, har temperaturen ingen tydelig effekt på hårdheden, og forskellen er ikke stor.
