Методами диференціальної скануючої калориметрії (ДСК), диференціальної термогравіметрії (ДТГ), мас-спектрометрії та рентґеноструктурного аналізу (РСА) досліджено субструктурні фазові переходи, що можливі в порошковому $\alpha$-титані, який містить неметалеві мікродомішки втілення за підвищених температур. Виявлено наявність двох взаємно зміщених по шкалі температур завдяки гістерезису ендо- та екзоенергетичних піків, що мають складну структуру і відповідають фазовим переходам 1 роду в системі. Аналіз результатів ДТГ експериментів показав повну відсутність будь-яких гетерофазних реакцій в матеріалі, включаючи процеси його окислення і термодеструкції при термоциклуванні. Мас-спектромет¬ричний аналіз також не виявив десорбцію атомів або молекул Водню, Вуглецю, Азоту, Кисню, води і вуглекислого газу з матеріалу в температурному інтервалі локалізації ДCК-ендотермічного пика $\Delta T$ = 300–400°C. Таким чином, можна вважати, що спостережувані енергетичні піки обумовлені субструктурними фазовими переходами в матеріалі порошкових частинок при їх нагріванні і охолодженні. Визначено мікроструктурні та енергетичні характеристики цих переходів. Показано, що матеріал порошкових частинок містить два види мікрофаз. Один з них — це мікрофаза, що складається з утворень колоїдних розмірів, які когерентно входять в ГЩУ-ґратницю титану і містять атоми втілення у вигляді твердого розчину в його $\alpha$-фазі. Інший вид мікрофаз — це сторонні включення складу Ti$_x$A$_y$ і Ti$_x$B$_y$C$_z$, які також містять атоми втілення {А; B; С} = {H; C; N; O} і мають кристалічну ґратницю, відмінну від ГЩУ-ґратниці $\alpha$-титану. У мікрофазах обох видів завдяки відхиленням складу цих мікрофаз від стехіометричного можуть відбуватися структурні фазові переходи типу лад–безлад. В рамках наближення середнього поля отримано оцінку змін параметрів порядку в цих фазах при відповідних фазових переходах. Визначені в цьому ж наближенні енергетичні характеристики взаємодії втілених атомів між собою є близькими до їх значень, відомих з літературних даних.