氧在β鈦中的最大固溶度約為1.8%（6.0%原子），出現在1740℃。氧在a鈦中最大固溶度可達6.8%（18%原子），在900～1740℃范圍內。在900℃以下，當合金中氧含量超過2.8%（8%原子）時，則將依次出現Ti6O、Ti3O、TiO等化合物。鈦與氧的交互作用是可逆的。
氮在β鈦中的最大固溶度為1.9%，出現在2020℃+-25℃。氮在a鈦中最大固溶度約為6.85%，出現在1000～2350℃。有兩種化合物：ε相和δ相。ε相為Ti4N或Ti3N為基的化合物相，具有復雜的四方晶格，a=4.92埃，c=5.61埃，c/a=1.05。δ相是以TiN為基的化合物。鈦與氮的交互作用是不可逆的。
碳在β鈦中最大固溶度為0.8%，出現在1750+-20℃。碳在a鈦中的最大固溶度為0.48%,出現在920+-3℃。碳在β鈦或a鈦中的固溶度均隨溫度下降而降低。鈦-碳系中僅有一種化合物相，δ相，這是以TiC為基的化合物。
硼在β鈦中的最大固溶度約為0.1%，出現在1670+-25℃。硼在a鈦中的最大固溶度約為0.05%，出現在886+-4℃。硼與鈦作用可以生成Ti2B、TiB、TiB2和Ti2B5等化合物，主要的化合物是TiB。