鐵材料與氧化合成氧化物的過程。鈦材料在常溫空氣中是穩定的，但在空氣中或氧化氣氛中加熱，很容易發生氧化。氧化程度取決于鈦材料自身特性和環境中氧的濃度，加熱時間與加熱溫度等。高溫下，鈦材料迅速氧化，導致合金變脆，力學性能惡化。從抗氧化的角度，鈦合金的使用溫度不宜超過500℃，一般采用測定帶氧化膜試樣和不帶氧化膜試樣斷面收縮率的差值，作為氧化程度的指標，氧化是限制鈦材料高溫使用的主要原因之一。

　　鈦的皮林一貝德沃斯(Pilling—Bedworth)比大于1，形成的氧化膜的分子體積，大于生成氧化膜所消耗的金屬原子體積，所以，形成的氧化膜能蓋住金屬整個表面。在500℃時，鈦材料表面形成的氧化膜具有保護作用，能防氧的滲透，阻止鈦材料繼續氧化。溫度繼續升高，氧化膜失去保護作用，發生激烈氧化，氧透過氧化膜向金屬內部擴散，形成明顯的滲氣層。溫度高于800℃，氧化膜分解，氧原子將通過氧化膜進入金屬晶格，發生脆化。鈦的氧化動力學一般情況下，低溫時遵循拋物線規律，高溫時遵循直線規律。

　　提高鈦材料抗氧化能力，可通過涂層和開發更加抗氧化合金的途徑來實現。涂層可采用表面加工技術，在鈦材料表面涂上具有保護性的金屬層(如鋁、鉑、金等)或金屬與氧化物混合物層(如Al+SiO2)，以提高鈦材料的抗氧化性能。采用鉑離子鍍層，Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo在590℃長期不氧化。用鎢、鉑分別作鍍層的底層，則其抗氧化溫度可提高到700℃。調整合金成分，也能提高鈦材料的抗氧化能力。選擇合金元素的皮林一貝德沃斯比應大于1，吉代自由能低于鈦，符合豪費(Hauffe)定律。提高抗氧化能力的合金元素有：鈮、鋁、鉬、鎢、錫、硅等。添加這些合金元素而獲得良好抗氧化能力的鈦合金，如Ti-5A1，Ti-5Al-2.5Sn，Ti-4Al-3Mo-1V，Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-O.5Mo-O.7Nb-O.35Si-0.06C等。Ti3A1，Ti-Al，Ti-Al-Nb等金屬間化合物的抗氧化能力更高，Ti3A1的抗氧化溫度可達750℃以上，TiAl可達900℃以上，Ti-A1-Nb的抗氧化能力比TiAl更高。