Perlakuan panas titanium adalah proses industri yang menerapkan suhu yang sangat tinggi pada titanium sehingga logam menjadi lebih bisa diterapkan untuk keperluan manufaktur. Dua jenis yang paling umum digunakan saat ini adalah anil dan penghilang stres. Annealing berfungsi terutama untuk membuat titanium menahan fraktur sambil meningkatkan keuletannya, atau kemampuannya untuk diregangkan menjadi kawat tipis. Metode penghilang tegangan, di sisi lain, digunakan sebagian besar untuk mengurangi jumlah tegangan yang dialami titanium saat dilas atau dibentuk.
Baik anil atau penghilang stres biasanya diperlukan untuk membuat titanium dapat digunakan. Titanium yang tidak bebas tegangan dapat retak setelah dilas atau dibentuk, sedangkan yang dimaksudkan untuk pemrosesan mesin yang ekstensif biasanya tidak akan tahan terhadap pemrosesan berat seperti itu tanpa dianil terlebih dahulu. Temperatur setinggi 1,100 ° F (593 ° C) untuk menghilangkan stres dan 1,450 ° F (788 ° C) untuk anil tidak jarang
Kontaminasi adalah masalah penting dalam perlakuan panas titanium. Toko fabrikasi sering memiliki area terpisah untuk titanium karena logam ini sangat rentan terhadap kontaminasi dari udara, kelembaban, debu, dan minyak. Logam berperforma tinggi lainnya, seperti baja tahan karat dan paduan berbasis nikel, tidak memerlukan perhatian yang ketat terhadap kebersihan karena tidak sesensitif titanium terhadap kontaminasi saat dibentuk atau dilas.
Penting untuk dicatat bahwa titanium unsur murni jarang digunakan dalam manufaktur modern karena merupakan logam yang agak lunak. Paduan titanium, campuran titanium dengan logam lain, memungkinkan sifat pengerasan maksimum. Namun, setiap paduan titanium tertentu akan merespons secara berbeda terhadap proses perlakuan panas.
Pesawat ulang-alik pertama Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional (NASA) membantu masyarakat menjadi lebih sadar akan penggunaan paduan titanium dan perlakuan panas titanium, karena pesawat ulang-alik menggunakan ubin insulasi pelindung panas titanium agar tetap kuat dalam suhu tinggi. Sejak pesawat ulang-alik pertama, NASA terus memasukkan paduan titanium dalam desain mereka karena sifatnya yang kuat dan tidak meleleh. Produsen pedang dan pisau berkualitas juga mengandalkan kekuatan paduan ini. Mereka bahkan lebih kuat untuk beratnya daripada baja dan juga tahan terhadap korosif seperti asam, pelarut, dan basa.