Još 1980-ih strani su istraživači već proveli istraživanja legura Ti-Zr. Mehjabeen i drugi iz Japana istraživali su mehanička svojstva legura Ti-Zr, otkrivši da su čvrstoća i tvrdoća 2 do 3 puta veće od čistog Ti i čistog Zr. Najveću čvrstoću i tvrdoću, kao i najmanju strukturu zrna, imala je legura Ti-50at.%Zr. Sista i drugi proučavali su biološka svojstva Ti-Zr legura koje sadrže 50% Ti i otkrili su da je u usporedbi s čistim Ti i Ti-Nb legurama, površina Ti-Zr legura pogodnija za staničnu adheziju i rast. Vicente i drugi dodali su 0,02% do 0,04% kisika legurama Ti-Zr i otkrili da sadržaj kisika ima mali učinak na mikrostrukturu i biokompatibilnost, ali značajno povećava tvrdoću i modul elastičnosti legure. Ho i drugi iz Tajvana proučavali su učinke sadržaja Zr na mikrostrukturu i mehanička svojstva Ti-(10-40wt.%)Zr legura i promjene u mikrostrukturi i svojstvima tijekom naknadne toplinske obrade. Rezultati su pokazali da su čvrstoća, tvrdoća i modul elastičnosti legure značajno povezani s povećanjem sadržaja Zr. Nakon različitih brzina hlađenja nakon toplinske obrade, legure su formirale +ω fazu, + +ω fazu i + fazu, itd. Također su otkrili da dodavanje drugih elemenata kao što su Nb, Mo, Cr i Fe u Ti-10Zr-X može značajno poboljšati mehanička svojstva i otpornost na habanje legure, čineći je idealnim materijalom za zubnu restauraciju. Istraživanje pravila transformacije mikrostrukture binarnih legura Ti-(10-70wt.%)Zr i učinaka toplinske obrade na transformaciju mikrostrukture i bioaktivnost površine pokazalo je da kada je sadržaj Zr manji od 20%, legura je jednofazna; kada je sadržaj Zr bio između 20% i 60%, legura se sastojala od i faza; a kada je sadržaj Zr bio veći od 60%, legura je bila jednofazna. Faza je imala igličastu strukturu, dok je faza imala jednakoosnu strukturu. Tvrdoća legure je prvo porasla, a zatim se stabilizirala kako se povećavao sadržaj Zr, s maksimalnom vrijednošću tvrdoće od 330 (HV3) u leguri Ti-50wt.%Zr.
Odnos između martenzitne strukture i sadržaja Ta u legurama Ti-Ta je sljedeći: kada je Ta < 8,7 at.%, legura ima samo ' fazu na sobnoj temperaturi; kada je 8,7 at.% < Ta < 32 at.%, legura ima samo " fazu na sobnoj temperaturi; kada je Ta > 32 at.%, legura ima samo fazu na sobnoj temperaturi. Buenconsejo i dr. otkrili su da je zbog fazne stabilnosti elementa Ta, stabilnost fazne transformacije legura Ti-Ta veća od one legura Ti-Nb i Ti-Mo, i stoga nema taloženja ω faze. U međuvremenu, proučavana su svojstva pamćenja oblika Ti-40 at.%Ta legura. Za svaki 1 at.% porast udjela Ta, početna temperatura martenzitne transformacije Ms smanjuje se za 30 K. Povećanje udjela Ta može inhibirati taloženje ω faze tijekom procesa starenja od 173 do 513 K, Ti-32Ta (Ms=440 K) ima stabilan visokotemperaturni učinak pamćenja oblika.
Proučavana je veza između mikrostrukture, mehaničkih svojstava i sadržaja Ta u legurama Ti-Ta. Utvrđeno je da je kaljena mikrostruktura Ti-Ta legura u velikoj mjeri povezana s sadržajem Ta. Kada je Ta < 20 tež.%, ugašena mikrostruktura je lamelarna struktura; kada je 30 wt.% < Ta < 50 wt.%, ugašena mikrostruktura je igličasta-faza; kada je Ta=60 wt.%, pojavljuje se + " faza; kada je Ta > 60 tež.%, pojavljuje se jedna faza. U legurama Ti-30%Ta i Ti-70%Ta postiže se najbolje podudaranje niskog modula elastičnosti i visoke čvrstoće, što je vrlo pogodno za biomedicinske materijale. Zheng i sur. dodao Zr element u Ti-Ta legure kako bi spriječio taloženje ω faze tijekom toplinskog ciklusa i poboljšao stabilnost temperature fazne transformacije. U leguri Ti-15Ta-15Zr, temperatura fazne transformacije smanjila se za manje od 5 K u prvih pet procesa termičkog ciklusa i ostala je nepromijenjena nakon toga, pokazujući izvrsnu stabilnost termičkog ciklusa. Stoga dodatak Zr elementa povećava kritično naprezanje klizanja Ti-Ta legura i poboljšava performanse memorije oblika.