Al in de jaren tachtig hadden buitenlandse onderzoekers al onderzoek gedaan naar Ti-Zr-legeringen. Mehjabeen en anderen uit Japan onderzochten de mechanische eigenschappen van Ti-Zr-legeringen, waaruit bleek dat de sterkte en hardheid twee tot drie keer zo groot waren als die van puur Ti en puur Zr. De Ti-50at.%Zr-legering had de hoogste sterkte en hardheid, evenals de kleinste korrelstructuur. Sista en anderen bestudeerden de biologische eigenschappen van Ti-Zr-legeringen die 50% Ti bevatten, en ontdekten dat vergeleken met pure Ti en Ti-Nb-legeringen het oppervlak van Ti-Zr-legeringen gunstiger was voor celadhesie en groei. Vicente en anderen voegden 0,02% tot 0,04% zuurstof toe aan Ti-Zr-legeringen en ontdekten dat het zuurstofgehalte weinig effect had op de microstructuur en biocompatibiliteit, maar de hardheid en elasticiteitsmodulus van de legering aanzienlijk verhoogde. Ho en anderen uit Taiwan bestudeerden de effecten van het Zr-gehalte op de microstructuur en mechanische eigenschappen van Ti-(10-40wt.%)Zr-legeringen en de veranderingen in microstructuur en eigenschappen tijdens daaropvolgende warmtebehandeling. De resultaten toonden aan dat de sterkte, hardheid en elasticiteitsmodulus van de legering significant verband hielden met de toename van het Zr-gehalte. Na verschillende afkoelsnelheden na warmtebehandeling vormden de legeringen +ω-fase, + +ω-fase en +-fase, enz. Ze ontdekten ook dat het toevoegen van andere elementen zoals Nb, Mo, Cr en Fe aan Ti-10Zr-X de mechanische eigenschappen en slijtvastheid van de legering aanzienlijk zou kunnen verbeteren, waardoor het een ideaal tandheelkundig restauratiemateriaal zou worden. Onderzoek naar de regels voor microstructuurtransformatie van Ti-(10-70 gew.%) Zr binaire legeringen en de effecten van warmtebehandeling op de transformatie van de microstructuur en de bioactiviteit van het oppervlak gaven aan dat wanneer het Zr-gehalte minder dan 20% was, de legering een enkele fase was; wanneer het Zr-gehalte tussen 20% en 60% lag, bestond de legering uit en fasen; en wanneer het Zr-gehalte groter was dan 60%, was de legering een enkele fase. De fase had een naaldachtige structuur, terwijl de fase een gelijkassige structuur had. De hardheid van de legering nam eerst toe en stabiliseerde zich vervolgens naarmate het Zr-gehalte toenam, met de maximale hardheidswaarde van 330 (HV3) in de Ti-50wt.% Zr-legering.
De relatie tussen de martensitische structuur en het Ta-gehalte in Ti-Ta-legeringen is als volgt: wanneer Ta < 8,7 at.% heeft de legering alleen de '-fase bij kamertemperatuur; wanneer 8,7 at.% < Ta < 32 at.%, heeft de legering alleen de fase " bij kamertemperatuur; wanneer Ta > 32 at.% heeft de legering alleen de fase bij kamertemperatuur. Buenconsejo et al. ontdekten dat vanwege de fasestabiliteit van het Ta-element de fasetransformatiestabiliteit van Ti-Ta-legeringen hoger is dan die van Ti-Nb en Ti-Mo-legeringen, en er dus geen ω is faseprecipitatie tijdens het blussen. Ondertussen werden de vormgeheugeneigenschappen van Ti-(30-40 at.%) Ta-legeringen bestudeerd. Voor elke 1 at.% toename van het Ta-gehalte neemt de martensitische starttransformatietemperatuur Ms af met 30 K. De toename van het Ta-gehalte kan de precipitatie van de ω-fase tijdens veroudering remmen=440 K) heeft een stabiel vormgeheugeneffect bij hoge temperaturen.
De relatie tussen de microstructuur, mechanische eigenschappen en het Ta-gehalte in Ti-Ta-legeringen werd bestudeerd. Er werd gevonden dat de uitgedoofde microstructuur van Ti-Ta-legeringen sterk gerelateerd is aan het Ta-gehalte. Wanneer Ta < 20 gew.% is de uitgedoofde microstructuur een lamellaire structuur; wanneer 30 gew.% < Ta < 50 gew.%, is de uitgedoofde microstructuur een naald-achtige "fase; wanneer Ta=60 gew.%, verschijnt de + " fase; wanneer Ta > 60 gew.% verschijnt een enkele fase. In Ti-30%Ta en Ti-70%Ta legeringen wordt de beste combinatie van lage elasticiteitsmodulus en hoge sterkte bereikt, wat zeer geschikt is voor biomedische materialen. Zheng et al. Zr-element toegevoegd aan Ti-Ta-legeringen om de precipitatie van de ω-fase tijdens thermische cycli te remmen en de stabiliteit van de fasetransformatietemperatuur te verbeteren. In de Ti-15Ta-15Zr-legering daalde de fasetransformatietemperatuur met minder dan 5 K tijdens de eerste vijf thermische cyclische processen en bleef daarna onveranderd, wat een uitstekende thermische cyclische stabiliteit aantoont. Daarom verhoogt de toevoeging van het Zr-element de kritische slipspanning van Ti-Ta-legeringen en verbetert het de vormgeheugenprestaties.