Reakcija materijala od legure titana kao što su titanijske šipke i titanijske cijevi u zraku obično je reakcija s kisikom, dušikom i vodikom, koji su tri nemetalna elementa, a njihov reakcijski proces usko je povezan s temperaturom.
Titan reagira s kisikom u zraku, vrlo je spor ispod 100 stupnjeva C, a samo se površina oksidira na 500 stupnjeva C. S porastom temperature, površinski oksidni film počeo se otapati u titanu, a kisik je počeo difundirati u unutrašnjost karakter metala, ali kisik nije ušao u unutarnju rešetku metala u velikim količinama na 700 stupnjeva. Kada temperatura prijeđe 700 stupnjeva, ubrzava se difuzija kisika u unutrašnjost metala, a površinski oksidni film gubi svoj zaštitni učinak na visokim temperaturama.
Reakcija titana s kisikom ovisi o obliku i temperaturi na kojoj je titan prisutan. Prah titana u zraku na sobnoj temperaturi, zbog statičkog elektriciteta, iskrenja, trenja i drugih učinaka intenzivnog izgaranja ili eksplozije. Međutim, gusti titan je vrlo stabilan na zraku na sobnoj temperaturi. Kada se gusti titan zagrije u zraku, on počinje reagirati s kisikom, a u početku kisik ulazi u površinsku rešetku titana kako bi formirao gusti oksidni film, koji sprječava širenje kisika u unutrašnjosti i ima zaštitni učinak, tako da je titan stabilan u zraku ispod 500 stupnjeva C. Boja oksidnog filma na površini povezana je s temperaturom stvaranja, koja je srebrnobijela ispod 200 stupnjeva C, svijetložuta na 300 stupnjeva C, zlatno žuta na 400 stupnjeva C, plava na 500 stupnjeva C, ljubičasta na 600 stupnjeva C, crveno-siva na 700 ~ 800 stupnjeva C i siva na 800 ~ 900 stupnjeva C. U čistom kisiku, početna temperatura burne reakcije između titana i kisika niža je od one u zraku, a titan izgara u kisiku na oko 500 ~ 600 stupnjeva C.