Încă din anii 1980, cercetătorii străini au efectuat deja studii asupra aliajelor Ti-Zr. Mehjabeen și alții din Japonia au investigat proprietățile mecanice ale aliajelor Ti-Zr, dezvăluind că rezistența și duritatea erau de 2 până la 3 ori mai mari decât ale Ti pur și Zr pur. Aliajul Ti-50at.%Zr a avut cea mai mare rezistență și duritate, precum și cea mai mică structură de granule. Sista și alții au studiat proprietățile biologice ale aliajelor de Ti-Zr care conțin 50% Ti și au descoperit că, în comparație cu aliajele pure de Ti{-Nb, suprafața aliajelor de Ti{-Zr era mai favorabilă aderenței și creșterii celulelor. Vicente și alții au adăugat 0,02% până la 0,04% oxigen în aliajele Ti-Zr și au descoperit că conținutul de oxigen a avut un efect redus asupra microstructurii și biocompatibilității, dar a crescut semnificativ duritatea și modulul elastic al aliajului. Ho și alții din Taiwan au studiat efectele conținutului de Zr asupra microstructurii și proprietăților mecanice ale aliajelor de Ti-(10-40%gt.%) Zr și modificările microstructurii și proprietăților în timpul tratamentului termic ulterioar. Rezultatele au arătat că rezistența, duritatea și modulul elastic al aliajului au fost semnificativ legate de creșterea conținutului de Zr. După diferite viteze de răcire în urma tratamentului termic, aliajele au format faza +ω, faza + +ω și faza + etc. Ei au descoperit, de asemenea, că adăugarea altor elemente precum Nb, Mo, Cr și Fe la Ti-10Zr-X ar putea îmbunătăți semnificativ proprietățile mecanice și rezistența la uzură a aliajului, făcându-l un material ideal pentru restaurarea dentară. Cercetările privind regulile de transformare a microstructurii ale aliajelor binare Ti-(10-70% în greutate Zr și efectele tratamentului termic asupra transformării microstructurii și bioactivității suprafeței au indicat că atunci când conținutul de Zr era mai mic de 20%, aliajul era o singură fază; când conținutul de Zr era între 20% și 60%, aliajul era compus din și faze; iar când conținutul de Zr era mai mare de 60%, aliajul era o singură fază. Faza avea o structură asemănătoare unui ac, în timp ce faza avea o structură echiaxială. Duritatea aliajului a crescut mai întâi și apoi s-a stabilizat pe măsură ce conținutul de Zr a crescut, cu valoarea maximă a durității de 330 (HV3) în aliajul Ti-50% Zr.
Relația dintre structura martensitică și conținutul de Ta din aliajele Ti-Ta este următoarea: când Ta < 8,7 at.%, aliajul are doar faza ' la temperatura camerei; când 8,7 at.% < Ta < 32 at.%, aliajul are doar faza " la temperatura camerei; când Ta > 32 at.%, aliajul are faza doar la temperatura camerei. Buenconsejo și colab. au descoperit că, datorită stabilității de fază a elementului Ta, stabilitatea transformării de fază a aliajelor Ti{-Ta este mai mare decât cea a aliajelor Ti{-Ta și, prin urmare, există Ti{1}2}Nb și Ti{1}Mo}3 fără precipitare în fază ω în timpul călirii, au fost studiate proprietățile de memorie de formă ale aliajelor de Ti{{-(30{-40 at.%) Ta Pentru fiecare creștere de 1 at.% a conținutului de Ta, temperatura de începere a transformării martensitice Ms scade cu 30 K K, Ti-32Ta (Ms=440 K) are un efect stabil de memorie a formei la temperatură înaltă.
S-a studiat relația dintre microstructură, proprietățile mecanice și conținutul de Ta din aliajele Ti-Ta. S-a descoperit că microstructura stinsă a aliajelor de Ti-Ta este strâns legată de conținutul de Ta. Când Ta < 20% în greutate, microstructura stinsă este o structură lamelară; când 30% în greutate < Ta < 50% în greutate, microstructura stinsă este o fază "-ca a acului; când Ta=60% în greutate, apare faza "+; când Ta > 60% în greutate, apare o singură fază. În aliajele Ti-30%Ta și Ti-70%Ta, se obține cea mai bună potrivire între modul elastic scăzut și rezistență ridicată, ceea ce este foarte potrivit pentru materialele biomedicale. Zheng şi colab. a adăugat element Zr la aliajele Ti-Ta pentru a inhiba precipitarea fazei ω în timpul ciclării termice și pentru a îmbunătăți stabilitatea temperaturii de transformare a fazei. În aliajul Ti-15Ta-15Zr, temperatura de transformare de fază a scăzut cu mai puțin de 5 K în primele cinci procese de ciclu termic și a rămas neschimbată ulterior, arătând o stabilitate excelentă a ciclului termic. Prin urmare, adăugarea de element Zr crește stresul critic de alunecare a aliajelor Ti-Ta și îmbunătățește performanța memoriei formei.