Titanyum ısıl işlem, metalin üretim amacıyla daha uygulanabilir hale gelmesi için titanyuma son derece yüksek sıcaklıklar uygulamanın endüstriyel işlemidir. Günümüzde kullanılan en yaygın iki tip tavlama ve stres gidericidir. Tavlama, esas olarak sünekliğini veya ince tel halinde gerilme kabiliyetini arttırırken titanyumun kırılmaya direnç göstermesini sağlar. Gerilim azaltma yöntemi ise, çoğunlukla titanyumun kaynaklanırken veya oluşturulurken maruz kaldığı gerilme miktarını azaltmak için kullanılır.
Titanyumun kullanılabilir hale getirilmesi için tipik olarak tavlama veya gerilmeyi azaltma gerekir. Gerilim azaltmayan titanyum, kaynak yapıldıktan veya biçimlendirildikten sonra çatlayabilir, bununla birlikte kapsamlı makine işleme için genellikle tavlamadan bu tür ağır işleme dayanmaz. Gerilimi hafifletmek için 1,100 ° F (593 ° C) ve tavlama için 1,450 ° F (788 ° C) kadar yüksek sıcaklıklar nadir değildir
Kirlenme, titanyum ısıl işleminde çok önemli bir konudur. İmalat atölyelerinde genellikle titanyum için ayrı alanlar bulunur, çünkü bu metal özellikle hava, nem, toz ve yağdan kaynaklanan kirlenmeye eğilimlidir. Paslanmaz çelik ve nikel bazlı alaşımlar gibi diğer yüksek performanslı metaller, oluşurken veya kaynak yaparken kirlenmeye karşı hassas olmadıkları için temizliğe çok dikkat göstermeleri gerekmez.
Saf element titanyumun modern imalatta nadiren kullanıldığını not etmek önemlidir, çünkü kendi başına oldukça yumuşak bir metaldir. Titanyum alaşımları, diğer metallerle titanyum karışımları, maksimum sertleşme özelliklerine izin verir. Bununla birlikte, her özel titanyum alaşımı, ısıl işlem işlemine farklı tepkiler verecektir.
Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi'nin (NASA) ilk Uzay Mekiği, halkın yüksek sıcaklıklarda güçlü kalması için titanyum ısı kalkanı yalıtım karoları kullanması nedeniyle, halkın titanyum alaşımlarının ve titanyum ısıl işleminin kullanılmasının daha fazla farkına varmasına yardımcı oldu. İlk uzay mekiği olan NASA, erimeyen, güçlü özellikleri nedeniyle, titanyum alaşımlarını tasarımlarına dahil etmeye devam etti. Kaliteli kılıç ve bıçak üreticileri de bu alaşımların gücüne güvenirler. Ağırlıkları nedeniyle çelikten bile daha güçlüdürler ve ayrıca asitler, çözücüler ve bazlar gibi aşındırıcılara karşı dirençlidirler.
