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常用的熱處理方法有退火、固溶和時(shí)效處理。退火是為了 內應力、提高塑性和組織穩定性，以獲得較好的綜合性能。通常α合金和（α＋β）合金退火溫度選在（α＋β）─→β相轉變點(diǎn)以下120～200℃；固溶和時(shí)效處理是從高溫區快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩定的β相,然后在中溫區保溫使這些亞穩定相分解，得到α相或化合物等細小彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)，達到使合金強化的目的。通常(α＋β)合金的淬火在(α＋β)─→β相轉變點(diǎn)以下40～100℃進(jìn)行，亞穩定β合金淬火在(α＋β)─→β相轉變點(diǎn)以上40～80℃進(jìn)行。時(shí)效處理溫度一般為450～550℃。
總結，鈦合金的熱處理工藝可以歸納為：

（1） 應力退火：目的是為 或減少加工過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應力。防止在一些腐蝕環(huán)境中的化學(xué)侵蝕和減少變形。

（2）完全退火：目的是為了獲得好的韌性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和組織的穩定性。

（3）固溶處理和時(shí)效：目的是為了提高其強度，α鈦合金和穩定的β鈦合金不能進(jìn)行強化熱處理，在生產(chǎn)中只進(jìn)行退火。α+β鈦合金和含有少量α相的亞穩β鈦合金可以通過(guò)固溶處理和時(shí)效使合金進(jìn)一步強化。

此外，為了滿(mǎn)足工件的特殊要求，工業(yè)上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。