Еще в 1980-х годах зарубежные исследователи уже проводили исследования сплавов Ti-Zr. Мехджабин и другие из Японии исследовали механические свойства сплавов Ti-Zr и обнаружили, что прочность и твердость в 2–3 раза выше, чем у чистого Ti и чистого Zr. Сплав Ti-50ат.%Zr имел наибольшую прочность и твердость, а также наименьшую зернистую структуру. Систа и другие изучили биологические свойства сплавов Ti-Zr, содержащих 50% Ti, и обнаружили, что по сравнению с чистыми сплавами Ti и Ti-Nb поверхность сплавов Ti-Zr более способствует адгезии и росту клеток. Висенте и другие добавили от 0,02% до 0,04% кислорода в сплавы Ti-Zr и обнаружили, что содержание кислорода мало влияет на микроструктуру и биосовместимость, но значительно увеличивает твердость и модуль упругости сплава. Хо и другие из Тайваня изучали влияние содержания Zr на микроструктуру и механические свойства сплавов Ti-(10-40 вес.%)Zr, а также изменения микроструктуры и свойств во время последующей термообработки. Результаты показали, что прочность, твердость и модуль упругости сплава в значительной степени связаны с увеличением содержания Zr. После различных скоростей охлаждения после термообработки в сплавах образовалась +ω-фаза, + +ω-фаза, +-фаза и т. д. Они также обнаружили, что добавление других элементов, таких как Nb, Mo, Cr и Fe, к Ti-10Zr-X может значительно улучшить механические свойства и износостойкость сплава, что делает его идеальным материалом для реставрации зубов. Исследования закономерностей трансформации микроструктуры бинарных сплавов Ti-(10-70 мас.%)Zr и влияния термообработки на трансформацию микроструктуры и биологическую активность поверхности показали, что при содержании Zr менее 20% сплав является однофазным; когда содержание Zr составляло от 20% до 60%, сплав состоял из фаз и; а когда содержание Zr превышало 60%, сплав был однофазным. Фаза имела игольчатую структуру, а фаза – равноосную. Твердость сплава сначала увеличивалась, а затем стабилизировалась по мере увеличения содержания Zr с максимальным значением твердости 330 (HV3) в сплаве Ti-50%Zr.
Связь между мартенситной структурой и содержанием Та в сплавах Ti-Ta следующая: при Ta < 8,7 ат.% сплав имеет только '-фазу при комнатной температуре; когда 8,7 ат.% < Ta < 32 ат.%, сплав имеет только фазу при комнатной температуре; когда Та > 32 ат.%, сплав имеет фазу только при комнатной температуре. Буэнконсехо и др. обнаружили, что из-за фазовой стабильности элемента Та стабильность фазового превращения в сплавах Ti-Ta выше, чем у сплавов Ti-Nb и Ti-Mo, и, следовательно, ω-фаза отсутствует. При этом были изучены свойства памяти формы сплавов Ti-(30-40 ат.%)Ta. На каждое увеличение содержания Ta на 1 ат.% температура начала мартенситного превращения Ms снижается на 30 К. Увеличение содержания Ta может ингибировать выделение ω-фазы при старении. В процессе термоциклирования от 173 до 513 K Ti-32Ta (Ms=440). К) обладает стабильным эффектом высокотемпературной памяти формы.
Изучена связь между микроструктурой, механическими свойствами и содержанием Та в сплавах Ti-Ta. Установлено, что закаленная микроструктура сплавов Ti-Ta тесно связана с содержанием Та. При Та < 20 мас.% закаленная микроструктура представляет собой пластинчатую структуру; при 30 мас.% < Та < 50 мас.% закаленная микроструктура представляет собой игольчатую -подобную " фазу; при Та=60 мас. % появляется + " фаза; при Ta > 60 мас.% появляется одна фаза. В сплавах Ti-30%Ta и Ti-70%Ta достигается наилучшее сочетание низкого модуля упругости и высокой прочности, что очень подходит для биомедицинских материалов. Чжэн и др. добавлен элемент Zr в сплавы Ti-Ta, чтобы ингибировать выделение ω-фазы во время термоциклирования и улучшить стабильность температуры фазового превращения. В сплаве Ti-15Ta-15Zr температура фазового превращения снизилась менее чем на 5 К в первых пяти процессах термоциклирования и после этого оставалась неизменной, демонстрируя превосходную стабильность термоциклирования. Таким образом, добавление элемента Zr увеличивает критическое напряжение скольжения сплавов Ti-Ta и улучшает характеристики памяти формы.