התכונות המכניות של טיטניום, הידוע בכינויו תכונות מכניות, קשורות קשר הדוק לטוהר. טיטניום בטוהר גבוה הוא בעל תכונות עיבוד מצוינות, עם התארכות טובה והקטנת שטח, אך חוזקו נמוך ואינו מתאים לשימוש כחומרי מבנה. טיטניום טהור תעשייתי מכיל כמות מתונה של זיהומים, בעל חוזק ופלסטיות גבוהים ומתאים לייצור חומרים מבניים.
המוליכות התרמית של בילטים טיטניום וסגסוגת טיטניום נמוכה, מה שיגרום להפרש טמפרטורה עצום בין שכבת פני השטח לשכבה הפנימית במהלך שחול חם. כאשר הטמפרטורה של חבית האקסטרוזיה היא 400 מעלות, הפרש הטמפרטורה יכול להגיע ל-200 ~ 250 מעלות. בהשפעה המשולבת של חיזוק השאיפה והפרש הטמפרטורות הגדול בחתך הרוחב של הבילט, המתכת על פני השטח ובמרכז הבילט מייצרת תכונות חוזק ותכונות פלסטיות שונות מאוד, מה שיגרום לעיוות מאוד לא אחיד במהלך תהליך האקסטרוזיה . מתח מתיחה נוסף גדול נוצר במוצר שחולץ, שהופך למקור של סדקים וסדקים על פני המוצר שחולץ. תהליך האקסטרוזיה החם של מוצרי טיטניום וסגסוגת טיטניום מסובך יותר מתהליך האקסטרוזיה של סגסוגת אלומיניום, סגסוגת נחושת ואפילו פלדה. זה נקבע על ידי התכונות הפיזיקליות והכימיות המיוחדות של טיטניום וסגסוגות טיטניום.
עד כה, חומרי סיכה היו הכרחיים לתהליך ההשחול של מוטות טיטניום. הסיבה העיקרית היא שטיטניום יהווה אוקטיקה מתמזגת עם חומרי תבנית סגסוגת מבוססי ברזל או ניקל בטמפרטורות של 980 מעלות ו-1030 מעלות, מה שיגרום לבלאי חזק של התבנית. כאשר משתמשים בחומר סיכה גרפיט, עלולות להיווצר שריטות אורכיות עמוקות על פני המוצר. זוהי תוצאה של מוט הטיטניום ומוט סגסוגת הטיטניום שנדבקים לתבנית. כאשר משתמשים בחומרי סיכה מזכוכית לשחול פרופילים, נגרם ליקוי מסוג חדש הנקרא "pockmarks", כלומר סדקים בשכבת הפנים של המוצר. מחקרים מראים שהופעתם של "פקקים" נובעת מהמוליכות התרמית הנמוכה של טיטניום וסגסוגות טיטניום, הגורמת לשכבת פני השטח של הבילט להתקרר בעוצמה ולפלסטיות לרדת באופן דרמטי.
סגסוגות טיטניום מחולקות לחוזק נמוך ולפלסטיות גבוהה, חוזק בינוני וחוזק גבוה, הנעים בין 200 (חוזק נמוך) ל-1300 (חוזק גבוה) MPa, אך בדרך כלל ניתן להתייחס לסגסוגות טיטניום כסגסוגות בעלות חוזק גבוה. הם חזקים יותר מסגסוגות אלומיניום, הנחשבות לחוזק בינוני, ויכולות להחליף לחלוטין כמה סוגי פלדה מבחינת חוזק. בהשוואה לירידה המהירה בחוזק של סגסוגות אלומיניום בטמפרטורות מעל 150 מעלות, כמה סגסוגות טיטניום עדיין יכולות לשמור על חוזק טוב ב-600 מעלות. טיטניום מתכתי צפוף מוערך מאוד על ידי תעשיית התעופה בגלל משקלו הקל, חוזק גבוה יותר מסגסוגת אלומיניום ויכולת לשמור על חוזק גבוה יותר מאלומיניום בטמפרטורות גבוהות. לאור העובדה שצפיפות הטיטניום היא 57% מהפלדה, החוזק הספציפי שלו (יחס חוזק/משקל או יחס חוזק/צפיפות נקרא חוזק ספציפי) הוא גבוה, ואנטי קורוזיה, אנטי חמצון ואנטי- יכולות העייפות חזקות. 3/4 מסגסוגות טיטניום משמשות כחומרי מבנה המיוצגים על ידי סגסוגות מבניות בתעופה וחלל, 1/4 משמשים בעיקר כסגסוגות עמידות בפני קורוזיה.
לסגסוגת טיטניום חוזק גבוה וצפיפות נמוכה, תכונות מכניות טובות, קשיחות טובה ועמידות בפני קורוזיה. בנוסף, לסגסוגות טיטניום יש ביצועי תהליך גרועים והן קשות לעיבוד. במהלך עיבוד תרמי, הם סופגים בקלות זיהומים כגון מימן, חמצן, חנקן ופחמן. יש לו גם עמידות בפני שחיקה ירודה ותהליך ייצור מורכב. הייצור התעשייתי של טיטניום החל בשנת 1948. צרכי הפיתוח של תעשיית התעופה גרמו לתעשיית הטיטניום להתפתח בקצב צמיחה שנתי ממוצע של כ-8%. נכון לעכשיו, התפוקה השנתית בעולם של חומרי עיבוד סגסוגת טיטניום הגיעה ליותר מ-40,000 טון, עם כמעט 30 סוגים של דרגות סגסוגת טיטניום. סגסוגות הטיטניום הנפוצות ביותר הן Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) וטיטניום טהור תעשייתי (TA1, TA2 ו- TA3).
