钛合金按组织分类只有三种类型，即α型、（α+β）型和β型。其中α型和β型钛合金加热、冷却后晶型不变，唯有在含一定范围合金元素的（α+β）型钛合金，加热温度高于相变温度，快速冷却时β相具有马氏体转变。由于加热温度不同，冷却速度不同，会获得各种不同的显微组织，因而具有不同的力学性能。这一点很重要，使用钛合金生产各种设备、零部件时，如有热影响，必须考虑合金中相转变问题。
TC4钛合金加热到1020度，合金高温显微组织为单相β组成，是固溶体。当以不同冷却速度，如水中淬火、空气中冷却和随炉冷却时，获得的显微组织不同，水中淬火（WQ）组织为马氏体α’+β相，空气中冷却(AC)组织为针状α+β相和原始β晶界相，随炉冷却（FC）组织为条状α+β相和原始β相晶界。
与上述情况相同，当加热到950度和850度时，不同冷却速度冷却后所获得的显微组织也不同。950度时，水中淬火（WQ）的组织为初生的等轴α相和α’+β相，空气中冷却（AC）组织为初生的等轴α相和针状的β相，随炉冷却（FC）组织为等轴的α相和晶界有β相。850度时，水中淬火（WQ）的组织为初生的等轴α相和亚稳定的β相，空气中冷却（AC）组织为初生的等轴α相和转变的β相。
TC4钛合金加热到1020度、950度和850度后，以不同冷却速度冷却，其室温力学性能见表1
| 加热温度和 冷却方式 | 抗拉强度 /Mpa | 伸长率 /% | 面缩率 /% |
| 1020度 水淬（WQ） | 1098 | 6.0 | 8.0 |
| 1020度 空冷（AC） | 1005 | 9.0 | 13.5 |
| 1020度 炉冷（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 炉冷（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 |
