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钛合金管在加热时除有冷加工组织的回复及再结晶过程外，还有化合物的溶液和a→β的多型性转变。为了改善钛合金和钛板的性能，除了通过必要的合金化外，一般还要采用适当的热处理。钛合金和钛板的回复过程也是在一定温度下，通过空位及位错的运动使形变时产生的大部分第二类内应力消除的过程。发生回复过程的温度低于再结晶温度，一般在500～650℃。
同其它金属一样，钛合金板和钛板的再结晶过程也是在变形后的组织上，在结晶晶粒的生核长大过程。此时晶格类型不发生变化，但有力学性能的变化。这一过程受到冷变形程度、加热温度及保温时间的影响，并可通过冷变形率、加热温度和再结晶晶粒尺寸的三维再结晶出来。
合金元素对纯钛开始再结晶温度的影响已在前节叙述过了。除铌和钴外，一般常用的合金元素和杂质元素均能提高钛的再结晶温度。测定再结晶主要采用金相观察和X射线衍射相结合的方法。当再结晶发生时，形变后的纤维组织上出现细小的等轴晶粒，同时x射线背反射劳厄图相上的衍射环开始变为不连接的斑点。
对于可热处理β合金，还可以用不完全时效（500℃/4～8小时，空冷）的方法显示再结晶组织，经不完全时效后的未再结晶晶粒在腐蚀后呈暗色。经测定，TA2纯钛的开始再结晶温度为550℃左右，TA7钛合金约为600℃，TC4钛合金约为700℃，TB2合金则750℃。
应该指出，在钛合金管和钛板中，再结晶过程往往还伴随着一些其它组织变化。例如，在β稳定元素含量较小的近a合金和a+β合金中，伴随着有a相的溶解及β成分的改变；在可热处理β合金中再结晶过程往往与重结晶过程同时进行，或对随后的时效造成孕育效果。
