Τα κράματα τιτανίου με εξαιρετικά λεπτά κόκκους προσφέρουν μια σειρά από εξαιρετικά πλεονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένου ενός βαθμού αυξημένης αντοχής σε θερμοκρασία δωματίου και μεγάλης επιμήκυνσης σε εφελκυστικές εφαρμογές σε υψηλή θερμοκρασία. Η τελειοποίηση των κόκκων συνήθως επιτυγχάνεται με μεγάλες παραμορφώσεις, όπως εξώθηση ίσης γωνίας, στρέψη υψηλής πίεσης, σφυρηλάτηση πολλαπλών αξόνων και αθροιστική συγκόλληση πηνίου. Επιπλέον, η επεξεργασία υδρογόνου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κράματα τιτανίου.
Στη δεκαετία του 1970, το Ινστιτούτο Κατασκευής Αεροσκαφών της Μόσχας μελέτησε την επίδραση του υδρογόνου στις ιδιότητες επεξεργασίας των κραμάτων τιτανίου, πρότεινε την έννοια της «πλαστικοποίησης υδρογόνου», με το υδρογόνο ως προσωρινό στοιχείο κράματος, μέσω διείσδυσης υδρογόνου, αζεοτροπικής αποσύνθεσης, αφυδρογόνωσης υπό κενό και άλλες διεργασίες, η χρήση υδροπλαστικοποίησης, μετάβασης φάσης υδρογόνου και αναστρέψιμη κράμα υδρογόνου σε κράματα τιτανίου, για τη βελτίωση των ιδιοτήτων επεξεργασίας, τη βελτίωση της μικροδομής του υλικού και τη βελτίωση του υλικού. Απόδοση επεξεργασίας, τελειοποιήστε τη μικροδομή του υλικού.
Η επεξεργασία υδρογόνου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της οργάνωσης των κόκκων των χυτών και των σφυρηλατητών από κράμα τιτανίου και για τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων τους. Έχει αναφερθεί στη βιβλιογραφία ότι η επεξεργασία με υδρογόνο μπορεί να βελτιώσει τη μικροδομή του κράματος TiAl, έτσι ώστε η αντοχή σε συμπίεση και η αντοχή διαρροής του να έχουν βελτιωθεί σημαντικά. Στην πράξη, η επεξεργασία υδρογόνου μπορεί συχνά να συνδυαστεί με επακόλουθη θερμική επεξεργασία και θερμική παραμόρφωση για να επιτευχθεί πολύ λεπτό μέγεθος κόκκων. Έχει αποδειχθεί ότι η παραμόρφωση υψηλής θερμοκρασίας, μεγάλης κλίμακας των υδρογονωμένων κραμάτων τιτανίου μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό λεπτών κρυστάλλων ισοαξονισμού με μεγέθη κόκκων περίπου 1 μm ή ακόμη και κόκκων μεγέθους νανομέτρων. Μελέτες για το κράμα Ti-6.3Al-3.5Mo-1.7Zr (%, κλάσμα μάζας) έδειξαν ότι: επεξεργασία υδρογόνου στο κλάσμα ατόμου υδρογόνου από 14% έως 16%, η παραμόρφωση Η θερμοκρασία μειώνεται στους 550 βαθμούς και στη συνέχεια μέσω της διαδικασίας παραμόρφωσης και της διαδικασίας αποσύνθεσης της υποσταθής φάσης, ελήφθη το τελικό μέγεθος κόκκων των νανο-κόκκων 40 nm. Συγκρίνοντας τις μηχανικές καμπύλες τάσης-παραμόρφωσης των κραμάτων Ti-6Al-4V με διαφορετικά μεγέθη κόκκων, μπορεί να φανεί ότι το εξαιρετικά λεπτόκοκκο υλικό παρουσιάζει υψηλή αντοχή διαρροής και υψηλή επιμήκυνση σε σύγκριση με τα χονδρόκοκκα ή γενικά λεπτόκοκκα υλικά.
Η επεξεργασία που επιτρέπει στα κράματα τιτανίου να απορροφούν μεγάλο αριθμό ατόμων υδρογόνου (πρωτίου) και στη συνέχεια αφήνοντας αυτά τα άτομα υδρογόνου (πρωτίου) να εκροφηθούν σε υψηλές θερμοκρασίες σε κενό είναι γνωστή ως επεξεργασία πρωτίου. Για κράματα τιτανίου τύπου +, η επεξεργασία πρωτίου αποτελείται από τις ακόλουθες τρεις διαδικασίες: (1) απορρόφηση πρωτίου σε ατμόσφαιρα υδρογόνου. (2) ο μαρτενσιτικός μετασχηματισμός και η θερμική επεξεργασία που τελικά προκαλούν καθίζηση διάχυτου υδριδίου. και (3) τελική επεξεργασία εκρόφησης πρωτίου και ανακρυστάλλωση. Αναφέρθηκε ότι η επεξεργασία πρωτίου του κράματος Ti-6Al-4V, το οποίο απορρόφησε 0,5% πρωτίου και εκροφήθηκε στους 873 Κ, έδειξε εξαιρετικά λεπτή ισοτροπική κρυσταλλική οργάνωση με μεγάλα γωνιακά όρια κόκκων και μεγέθη κόκκων στην περιοχή των 300-500 nm. Αποδείχθηκε ότι η μέθοδος επεξεργασίας πρωτίου αυξάνει το περιεχόμενο της φάσης στη μήτρα. Οι δοκιμές εφελκυσμού έδειξαν αύξηση της αντοχής διαρροής του κράματος σε θερμοκρασία δωματίου, ενώ η μέγιστη επιμήκυνση του κράματος στους 1123 K έφτασε το 90{{20}}0%. Αναφέρθηκε επίσης ότι η κατεργασία πρωτίου του φύλλου Ti{-6Al{-4V με 0,5% περιεκτικότητα σε πρωτίου, ακολουθούμενη από σβέση στους 1223 Κ, θερμή έλαση στους 1023 Κ σε μείωση πάχους 80%, και πρωτίου Η εκρόφηση στους 873 Κ παρήγαγε με επιτυχία μια ομοιογενή οργάνωση με εξαιρετικά λεπτούς ισομετρικούς κρυστάλλους με μεγέθη κόκκων που κυμαίνονται από 0,3 έως 0,5 μm. Οι δοκιμές έδειξαν ότι οι μηχανικές ιδιότητες όπως η υπερπλαστική επιμήκυνση του κράματος βελτιώθηκαν σημαντικά με τη μείωση του μεγέθους των κόκκων.
Αν και η μέθοδος επεξεργασίας υδρογόνου παρουσιάζει μεγάλες δυνατότητες για τη διύλιση κραμάτων τιτανίου, είναι πιο δαπανηρή από άλλες συμβατικές μεθόδους και για μεγαλύτερα δομικά μέρη, η μέθοδος έχει επίσης προβλήματα όπως ανομοιόμορφη κατανομή υδρογόνου και υψηλές απαιτήσεις εξοπλισμού, τα οποία πρέπει να διερευνηθούν περαιτέρω και λυθεί.
