Els aliatges de titani de gra ultrafin ofereixen una sèrie d'avantatges destacats, com ara un grau d'augment de la resistència a la temperatura ambient i un gran allargament en aplicacions de tracció a alta temperatura. El refinament del gra s'aconsegueix normalment mitjançant grans deformacions, com ara l'extrusió d'angle igual, la torsió d'alta pressió, la forja de diversos eixos i la soldadura de bobina acumulada. A més d'això, el tractament amb hidrogen es pot utilitzar per als aliatges de titani.
A la dècada de 1970, l'Institut de Fabricació d'Aeronaus de Moscou va estudiar l'efecte de l'hidrogen sobre les propietats de processament dels aliatges de titani, va proposar el concepte de "plastització d'hidrogen", amb l'hidrogen com a element d'aliatge temporal, mitjançant la penetració d'hidrogen, la descomposició azeotròpica, la deshidrogenació al buit. i altres processos, l'ús d'hidroplastització, transició de fase d'hidrogen i aliatge reversible d'hidrogen en aliatges de titani, per millorar les propietats de processament, refinar la microestructura del material i refinar el material. El rendiment del processament, perfecciona la microestructura del material.
El tractament d'hidrogen es pot utilitzar per refinar l'organització del gra de peces de fosa i forja d'aliatge de titani i millorar les seves propietats mecàniques. S'ha informat a la literatura que el tractament amb hidrogen pot refinar la microestructura de l'aliatge TiAl, de manera que la seva resistència a la compressió i la seva resistència a la fluència s'han millorat significativament. A la pràctica, el tractament amb hidrogen sovint es pot combinar amb un tractament tèrmic posterior i una distorsió tèrmica per aconseguir una mida de gra molt fina. S'ha demostrat que la deformació a gran escala i a alta temperatura dels aliatges de titani hidrogenat pot donar lloc a la formació de cristalls fins equiaxials amb mida de gra d'aproximadament 1 μm, o fins i tot grans de mida nanomètrica. Els estudis sobre l'aliatge Ti-6.3Al{{-3.5Mo{-1.7Zr (%, fracció de massa) van demostrar que: tractament amb hidrogen en la fracció d'àtoms d'hidrogen del 14% al 16%, la deformació la temperatura es redueix a 550 graus i, després, mitjançant el procés de deformació i el procés de descomposició de la fase subestable, es va obtenir la mida final del gra de nanograns de 40 nm. Comparant les corbes de tensió-deformació d'enginyeria d'aliatges de Ti-6Al{-4V amb diferents mides de gra, es pot veure que el material de gra ultrafin presenta una alta resistència a la fluència i un alt allargament en comparació amb els de gra gruixut o materials generals de gra fi.
El tractament de permetre que els aliatges de titani absorbeixin un gran nombre d'àtoms d'hidrogen (proti) i després permetre que aquests àtoms d'hidrogen (proti) es desorbin a altes temperatures en el buit es coneix com a tractament amb proti. Per als aliatges de titani de tipus +, el tractament amb proti consta dels tres processos següents: (1) absorció de proti en una atmosfera d'hidrogen; (2) transformació martensítica i processament tèrmic que, finalment, indueixen la precipitació difusa d'hidrur; i (3) tractament final de desorció de proti i recristal·lització. Es va informar que el tractament amb proti de l'aliatge de Ti-6Al{-4V, que va absorbir 0,5% de proti i es va desorbir a 873 K, va mostrar una organització cristal·lina isotròpica ultrafina amb grans límits angulars de gra. i mides de gra en el rang de 300-500 nm. Es va demostrar que el mètode de tractament amb proti augmenta el contingut de la fase a la matriu. Les proves de tracció van mostrar un augment de la resistència elàstica de l'aliatge a temperatura ambient, mentre que l'allargament màxim de l'aliatge a 1123 K va arribar al 90{{20}}0%. També es va informar que el tractament amb proti de la làmina de Ti{-6Al{-4V amb un contingut de proti del 0,5%, seguit d'un apagat a 1223 K, un laminat en calent a 1023 K fins a una reducció del gruix del 80% i el proti la desorció a 873 K va produir amb èxit una organització homogènia amb cristalls isomètrics ultrafins amb mides de gra que oscil·laven entre 0,3 i 0,5 μm. Les proves van demostrar que les propietats mecàniques com l'allargament superplàstic de l'aliatge van millorar significativament amb la reducció de la mida del gra.
Tot i que el mètode de tractament d'hidrogen mostra un gran potencial per refinar aliatges de titani, és més costós que altres mètodes convencionals, i per a peces estructurals més grans, el mètode també té problemes com la distribució desigual de l'hidrogen i els elevats requisits d'equip, que s'han d'investigar més a fons i resolt.
