同其它金屬一樣，鈦合金板和鈦板的再結晶過程也是在變形后的組織上，在結晶晶粒的生核長大過程。此時晶格類型不發生變化，但有力學性能的變化。

這一過程受到冷變形程度、加熱溫度及保溫時間的影響，并可通過冷變形率、加熱溫度和再結晶晶粒尺寸的三維再結晶出來。合金元素對純鈦開始再結晶溫度的影響已在前節敘述過了。

除鈮和鈷外，一般常用的合金元素和雜質元素均能提高鈦的再結晶溫度。測定再結晶主要采用金相觀察和X射線衍射相結合的方法。當再結晶發生時，形變后的纖維組織上出現細小的等軸晶粒。

同時x射線背反射勞厄圖相上的衍射環開始變為不連接的斑點。對于可熱處理β合金，還可以用不完全時效（500℃/4～8小時，空冷）的方法顯示再結晶組織。

鈦合金板經不完全時效后的未再結晶晶粒在腐蝕后呈暗色。經測定，TA2純鈦的開始再結晶溫度為550℃左右，TA7鈦合金約為600℃，TC4鈦合金約為700℃，TB2合金則750℃。

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