固溶和時效處理分為固溶處理和時效處理兩個步驟。固溶處理是把鈦及鈦合金加熱、保溫并快速冷卻到室溫的操作。時效處理則是在固溶處理后，將工件在中等溫度范圍（450-550度）保溫一定時間后再空冷的操作。這種熱處理方法可以應(yīng)用于近α合金，α+化合物合金、α+β合金和可熱處理β合金。 固溶和時效處理是對鈦棒及鈦合金熱處理強(qiáng)化的一種主要手段。

　　鈦及鈦合金進(jìn)行固溶處理的目的是保留可以產(chǎn)生實(shí)效強(qiáng)化的亞穩(wěn)定相。對于近α和α+β型鈦合金，固溶處理的目的是為了保留馬氏體α’、 α”或少量的亞穩(wěn)定β相。固溶處理溫度通常選擇在低于相變點(diǎn)40-100℃。此時可得到一定比例的初生α相β相。β相在隨后的快速冷卻中產(chǎn)生亞穩(wěn)定相。冷卻方式一般需要水淬，也可采用油淬。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出，這兩類合金在淬火時一定要迅速進(jìn)行。延時淬火時間，產(chǎn)品溫度迅速降低，α相將首先在原始β相晶界上生核并長大，影響淬火狀態(tài)的力學(xué)性能。給出了淬火延誤操作對TC4合金組織及性能的影響。通常要求淬火延誤時間不能超過10秒，對薄板則要求更高。此外，對形狀復(fù)雜的工件或薄板還要注意防止淬火變形。

　　亞穩(wěn)定型合金固溶處理的目的是為了保留亞穩(wěn)定β相。固溶處理溫度通常選擇在α+β/β相變點(diǎn)以上40-80度。冷卻方式可采用空冷和水冷。為了防止淬火變形和提高經(jīng)濟(jì)效果一般采用空冷。對一些α+化合物合金，固溶處理的目的是為了保留過飽和β固溶體。固溶處理溫度一般選擇在剛剛低于共析溫度。如Ti-2Cu合金，共析溫度為798度，固溶處理溫度選擇在790度冷卻方式可選擇空冷。由于鈦合金中馬氏體對冷卻速度要敏感的多，它在回火時的硬化能力也有限，因此鈦及鈦合金的淬透性主要是指保留亞穩(wěn)定β相的深度。順便指出，由于鈦棒及鈦合金在固溶處理中產(chǎn)生的馬氏體對置換元素是過飽和的，并不像鋼中馬氏體那樣造成較大的晶格畸變，鈦中馬氏體并不那么硬。此外，亞穩(wěn)定β相強(qiáng)度也比較低。因此，鈦及鈦合金的淬透性并不是指淬火后的硬化深度，而是指那些保留在隨后時效中能夠引起硬化的亞穩(wěn)定相的深度。