棕刚玉中的TiO2主要来自于铝矾土熟料，一级棕刚玉的氧化钛含量一般为2-4%。在世界范围内，各个地区的铝矾土都具有各自独特的化学成分和化学性质。中国铝矾土的产地主要来自于河南西部和山西地区。在棕刚玉冶炼过程中，煅烧铝矾土中的氧化钛、氧化铁、二氧化硅都会通过与焦炭的反应被还原成金属。被还原出来的铁、硅、钛等金属会沉降到炉底形成硅铁合金。少量的氧化钛仍会存在于棕刚玉中。它的含量会对棕刚玉的性能指标有所影响。
众所周知，棕刚玉与白刚玉性能差异之一主要是棕刚玉具有更好的韧性。棕刚玉的韧性其实来自于存在于氧化铝晶相之间、由氧化钛和二氧化硅共同组成的玻璃状熔渣中。适当的氧化钛可以使棕刚玉具有一定的韧性，但是过量的氧化钛会与氧化铝发生反应生成钛铝酸，钛铝酸会弱化α-氧化铝晶粒之前的玻璃相，引起氧化铝晶粒之间的裂纹产生不利影响。
另外，磨具生产用的棕刚玉还有中温煅烧棕刚玉和高温煅烧棕刚玉。它们是将棕刚玉放入隧道窑中进行1300-1700度温度下煅烧，棕刚玉磨料中的没有被还原的钛以Ti2O3的形式熔固于氧化铝晶体中，Ti2O3可以使煅烧后的棕刚玉产生煅烧蓝色。
