钛合金经马氏体转变形成的产物。α、近α和α+β型钛合金自β相区空冷或快冷后的组织是马氏体或主要是马氏体。亚稳β型钛合金变形后亦可产生马氏体。

类型  

钛合金中有4种马氏体：惯习面为{334)_β的、无孪晶结构的{334}型单晶六方马氏体；惯习面为{344}_β的、有孪晶结构的(344}型孪晶六方马氏体；由六方结构衍生的斜方马氏体；面心立方或面心正方马氏体。

(1){334}型单晶六方马氏体片内基本上无孪晶，与基体β相间大致遵循柏格斯位向关系，即(0001)_αll{110}_β;<112^¯0>_αll<111>_β。转变发生的特定惯习面限制在与{110}_β呈接近于90^。的那些变量中，而(110)_β面中的特定面转变成基面，即惯习面约与基面成90^。。例如，很多低合金钛合金马氏体的惯习面约与基面呈87^。。这类马氏体最常见，可视为含少量β稳定元素的α—Ti过饱和固溶体。

(2){344)型六方马氏体片内存在着高密度位错、堆垛层错和孪晶(常为{101^¯1)_α孪晶)。马氏体与β相间近似遵循(0001)_αll{110}_β;<110>lI(111)β的位向关系。惯习面近似地与基面呈90^。，例如，Ti-5Mn合金中{344}马氏体的惯习面约与基面呈83^。。这类马氏体可看成是固溶有较高浓度8稳定元素的a—Ti过饱和固溶体。

(3)斜方马氏体具有3个轴长不等但相互垂直的晶轴。马氏体片内可能无孪晶亦可能存在孪晶，近似地遵循{001}ll{110}_β;<110>ll(111)_β的位向关系。可以认为斜方马氏体是由六方结构衍生而得。当口相中固溶有较多合金元素原子时，淬火冷却发生结构变化过程中原子排列略有变化，破坏了α相的六方对称，衍化成c轴小于b轴的低矮斜方对称。斜方马氏体在有较高β稳定元素的钛合金(如钛一钒、钛一钽、钛一铌、钛一钼、钛一钨、钛一铼等合金系)中发现。

(4)面心立方或面心正方马氏体是孪晶马氏体，在马氏体片内有一组或两组{111}孪晶。这类马氏体在Ti-20V、Ti-11.6Mo、Ti-7cr、Ti-5Mn等合金的薄膜中观察到。

转变机制  

马氏体转变是一无扩散型切变相变。根据马氏体转变晶体学理论，钛合金从体心立方的β相转变成斜方、六方和面心立方或面心正方马氏体，除了有一个均匀切变来产生必要的形状改变外，还需要有一个补充的切变，在不再引起形状改变的前提下，使由均匀切变产生的结构畸变成马氏体点阵。

钛合金中马氏体转变以形核和晶核长大的方式进行，马氏体形核亦可能是热激活的。

影响因素  

从工业生产角度来看，生成马氏体的临界冷却速度和马氏体开始形成温度坛是两个重要参数，这两参数主要与合金元素性质和含量有关。

合金元素种类和含量对M_s点的影响在很大程度上与它们对β相的稳定作用一致，在周期表上的位置也反映了一定的规律性(见图)。锆与钛同族、同型，在周期表中紧邻，与钛形成β同晶、α同晶系相图，．微弱稳定β相，故稍降低M_s点。铌、钒、钼、铬、锰和铁为体心立方结构，稳定β相，使M_s降低。这些元素在周期表中距钛愈远，β相稳定作用增强，M_s降低愈甚。从铁开始，钴、镍、铜、银均具面心立方结构，对β相的稳定作用不断减弱。铝稳定α相，故使M_s上升。从锡到铅、铋，原子直径增大，固溶到较不密堆的口相中较固溶到α相中更有利，故有稳定口相作用，使M_s降低。

合金元素种类和含量对钛合金他点的影响合金元素种类和含量对临界冷却速度的影响在周期表中未反映出明显规律，但可以肯定的是与钛形成化合物相的元素往往使临界冷却速度增大。