Представлены результаты исследования влияния размера элементов структуры и фазового состояния на механические свойства бинарных сплавов Ti - 45 вес. % Nb и Zr - 1 вес. % Nb. Структурные состояния сплавов с разным размером элементов структуры были получены из ультрамелкозернистого состояния в результате отжигов. Построены зависимости предела текучести и микротвердости от среднего размера элементов структуры, d -1/2, на основе соотношения Холла - Петча. Показано, что для сплава Zr - 1 вес. % Nb соотношение Холла - Петча выполняется во всем исследуемом диапазоне размеров от ультрамелкозернистого до мелкозернистого состояния 0.2-1.9 мкм. Для сплава Ti - 45 вес. % Nb при анализе соотношения Холла - Петча в интервале размеров структурных элементов 0.43-45 мкм учтен фазовый состав, а именно наличие дисперсно-упрочненных субзерен b-фазы, субзерен a-фазы, неравновесной наноразмерной w-фазы сплава, а также бимодальная зеренно-субзеренная структура.