確定一個(gè)鈦合金的時(shí)效工藝一般是根據(jù)時(shí)效硬化曲線。它描述了合金在不同時(shí)效溫度下，力學(xué)性能和時(shí)效時(shí)間的關(guān)系。力學(xué)性能可以用室溫抗拉性能，也可以用硬度或其它性能。時(shí)效溫度和時(shí)間的選擇應(yīng)以獲得最好的綜合性能為準(zhǔn)，一般，a+β合金時(shí)效溫度大約是500～600度，時(shí)間為4～12小時(shí)；可熱處理β合金的時(shí)效溫度較低，時(shí)間較長(zhǎng)，約為450～500度，8～24小時(shí)。冷卻方式均采用空冷。
鈦棒及鈦合金進(jìn)行時(shí)效處理的目的是促進(jìn)固溶處理產(chǎn)生的亞穩(wěn)定相按一定方式發(fā)生分解，引起強(qiáng)化。一般，這一過(guò)程可以由描述“時(shí)間-溫度-轉(zhuǎn)變”關(guān)系的“C”型曲線表示出來(lái)。“C”型曲線的形狀依合金成分而改變。一個(gè)可熱處理β合金和一個(gè)β穩(wěn)定元素含量較多的二元合金的“C”型曲線。
為了控制析出相的大小、形態(tài)和數(shù)量，某些合金還可采用多級(jí)時(shí)效處理。如TB1合金，在450度，時(shí)效35小時(shí)后再進(jìn)行一次560度，15分鐘的時(shí)效，使一次時(shí)效時(shí)產(chǎn)生的細(xì)小彌散的a相集聚，改善了時(shí)效后的塑性。 為了要求鈦合金在使用溫度下有較好的熱穩(wěn)定性，往往采用在使用溫度以上的時(shí)效。有些鈦合金為了獲得較好的韌性和抗剪切性能，也采用較高溫度的時(shí)效。這種時(shí)效有時(shí)也稱(chēng)為穩(wěn)定化處理。
應(yīng)該指出，時(shí)效前的冷加工和低溫預(yù)時(shí)效都大大加速了亞穩(wěn)定β相的分解速度，并使a相彌散度增強(qiáng)。在一些特殊使用條件下，可通過(guò)冷變形后時(shí)效的處理方式提高可熱處理β鈦合金的抗拉強(qiáng)度和彈性模量。
