鈦合金非淬火組織按期形態特征可分為魏氏體組織、網籃組織、等軸組織和雙態組織。
1、鈦合金棒鈦棒魏氏體組織
在β相區進行加工(一般變形程度小于50%)或者在β相區退火可得到魏氏體組織。魏氏體組織的特征是具有粗大等軸的原始β晶粒。在原β晶界上有完整的α網，在原β晶界內有長條形α,在α條內為β，最后整個β晶粒轉變為長條α+β。按α條的形態和分布，魏氏體組織可分為平直并列、編織狀和混合組織。
2、鈦合金棒鈦棒網籃組織
鈦合金在（α+β）/β相變點附近變形或在β相區開始變形，但在α+β兩相區終止變形，變形量為50%~80%，使原始β晶粒及晶界粒及晶界α破碎，冷卻后α叢的尺寸減小，α條變短,且各叢排列，有如編織網籃的形狀，稱為網籃組織。
網籃組織的塑性及疲勞性能高于魏氏體組織，但斷裂韌性低于魏氏體組織。在實際應用中，高溫長期受力部件往往采用網籃組織代替魏氏體組織。因為網籃組織的塑性、蠕變抗力及高溫持久等綜合性能較好。
3、鈦合金棒鈦棒等軸組織
鈦合金在α+β相區熱加工時，由于溫度較高，在變形過程中α相和β相相繼發生了再結晶，獲得了完全等軸的α+β。若變形溫度低，再結晶不發生或部分發生，隨后進行再結晶退火，也可得到等軸組織。等軸程度的大小與變形程度、加熱溫度和保溫時間有關總的趨勢是隨此三者的增加，等軸化程度增加。
4、鈦合金棒鈦棒雙態組織
兩相鈦合金在兩相區上部溫度變形，或者在兩相區變形后，再加熱到兩相區上部溫度而后冷卻，可得到雙態組織。雙態組織是指組織中α有兩種形態，即一種是等軸狀的初生α，另一種是β轉變組織中的片狀α;與初生α相對應，此片狀α也稱為次生片狀α。
雙態組織和等軸組織的性能特征大致相同，僅隨所含初生α數量不同而有一定差異。這兩種組織的性能特點與魏氏體組織相反，具有較高的疲勞強度和塑性。
