鈦易被氧化，高溫下在微量含氧氣氛中生成氧化膜，會出現回火色，因此冷軋鈦板鈦帶的退火要在真空退火爐中進行。根據用途有時也在大氣退火爐中進行，而后進行堿熔鹽的酸洗處理，以除去表面氧化皮。大氣退火的溫度為700-800度，保溫時間較短。退火爐用懸鏈式，可生產平整度好的帶卷，也能減輕精整工序的矯形負荷。大氣退火后用堿熔鹽（約500°C)除磷，再進行酸洗。最終退火后的材料要根據需要進行平整或矯形，再切邊、切條、切板，經表面質量檢查后出廠。 退火條件要根據產品的加工方法和用途來設定，退火后的組織—般為均一的等軸組織。

真空退火前必須洗凈冷軋卷，完全除去軋制油等油脂類，一般用堿洗脫脂。洗凈的冷軋鈦帶在真空退火爐內真空排氣后加熱，升溫要分階段進行，以緩和鈦帶卷內部和外部的溫差。在真空排氣若干時間后用氦氣置換，并用強制風扇攪拌，使之產生對流熱傳導而均溫。在400-500°C要保持真空排氣狀態，以得到更為潔凈的表面。退火溫度為600-650°C保溫5-10小時，加上加熱時間和冷卻時間，一爐處理時間大約為10-50小時。