钛具有极高的化学活性，几乎能与所有元素作用，在高温下它还能与气体化合物CO、CO2、水蒸气、NH4及许多挥发性有机物反应。在加热过程中，金属元素与钛表面反应的结果使表面沾污并化学成分发生变化。一些气体元素则不但会在钛表面形成化合物，而且还能进入金属点阵，形成间隙固溶体。在一个工业大气压下纯钛的吸氧、吸氮曲线会随着各种气氛环境发生变化。

钛在加热中，与氧交互作用的结果，表面生成氧化物膜。在不同的加热温度下，氧化物膜的结构和性质是不同的。在538℃以下，钛的氧化符合抛物线规律。但是在800℃以上时，氧化膜要分解，氧原子会以氧化膜为转换层间入金属晶格，使钛合金氧含量增加。氧化膜也增厚。此时氧化膜没有保护作用。工业纯钛在空气中加热半小时后的氧化膜厚度在逐渐增加。在氧化物膜之下有一气体元素的污染层。污染层的深度随加热温度的增加而增加，并受到加热气氛的影响。钛合金（以TC4为列）在碳硅棒加热炉中污染层深度也随着加热温度升高而加深。

此外，工件上的油污、渍痕则是增碳的原因。汗滴在加热中也易引起氯化物的粘附，因而在随后的使用中引起热盐应力腐蚀。间隙元素含量的增加不但直接影响钛及钛合金的力学性能，而且还将影响钛合金的a+β/β相变点和一些相变过程。因此，防止加热过程中的污染是钛及钛合金的一个十分重要的问题。

因此为了减少气氛环境下的各类影响，一般都采用真空淬火炉及真空退火炉加热，真空炉中的惰性气体可以保护钛及钛合金材料在加热过程中不受污染。