Ultrafinkornede titanlegeringer tilbyder en række enestående fordele, herunder en grad af øget styrke ved stuetemperatur og stor forlængelse ved højtemperaturtræk. Kornforfining opnås normalt ved store deformationer, såsom ekstrudering med lige vinkler, højtryks-torsion, flerakset smedning og kumulativ spolesvejsning. Ud over dette kan brintbehandling anvendes til titanlegeringer.
I 1970'erne undersøgte Moscow Institute of Aircraft Manufacturing virkningen af brint på forarbejdningsegenskaberne af titanlegeringer, fremsatte begrebet "brintplastificering" med brint som et midlertidigt legeringselement gennem brintpenetrering, azeotropisk nedbrydning, vakuumdehydrogenering og andre processer, brugen af hydroplastificering, hydrogenfaseovergang og reversibel legering af brint i titanlegeringer, for at forbedre forarbejdningsegenskaberne, forfine materialets mikrostruktur og forfine materialet. Forarbejdningsydelse, forfin materialets mikrostruktur.
Hydrogenbehandling kan bruges til at forfine kornorganiseringen af titanlegeringsstøbegods og smedninger og forbedre deres mekaniske egenskaber. Det er blevet rapporteret i litteraturen, at hydrogenbehandling kan forfine mikrostrukturen af TiAl-legering, så dens kompressionsstyrke og flydespænding er blevet væsentligt forbedret. I praksis kan brintbehandling ofte kombineres med efterfølgende varmebehandling og varmeforvrængning for at opnå en meget fin kornstørrelse. Det har vist sig, at højtemperatur, storskala deformation af hydrogenerede titanlegeringer kan resultere i dannelsen af ligeaksede fine krystaller med kornstørrelser på omkring 1 μm, eller endda nanometer-størrelse korn. Undersøgelser af Ti-6.3Al-3.5Mo-1.7Zr (%, massefraktion) legering viste, at: hydrogenbehandling i brintatomfraktionen på 14 % til 16 %, deformationen temperaturen reduceres til 550 grader, og derefter gennem deformationsprocessen og nedbrydningsprocessen af den substabile fase, blev den endelige kornstørrelse på 40 nm nano-korn opnået. Ved at sammenligne de tekniske spændings-tøjningskurver for Ti-6Al-4V-legeringer med forskellige kornstørrelser kan det ses, at det ultrafinkornede materiale har høj flydespænding og høj forlængelse sammenlignet med grovkornede eller almindelige finkornede materialer.
Behandlingen med at lade titanlegeringer absorbere et stort antal brintatomer (protium) og derefter lade disse brintatomer (protium) desorbere ved høje temperaturer i et vakuum er kendt som protiumbehandling. For + type titanlegeringer består protiumbehandlingen af følgende tre processer: (1) protiumabsorption i en hydrogenatmosfære; (2) martensitisk transformation og termisk behandling, der i sidste ende inducerer diffus hydridudfældning; og (3) endelig protiumdesorptionsbehandling og omkrystallisation. Det blev rapporteret, at protiumbehandling af Ti-6Al-4V-legering, som absorberede 0,5 % protium og desorberet ved 873 K, viste en ultrafin isotropisk krystallinsk organisation med store kantede korngrænser og kornstørrelser i området 300-500 nm. Det blev vist, at protiumbehandlingsmetoden øger indholdet af fasen i matrixen. Træktests viste en stigning i legeringens flydespænding ved stuetemperatur, mens den maksimale forlængelse af legeringen ved 1123 K nåede 90{{20}}0%. Det blev også rapporteret, at protiumbehandling af Ti-6Al-4V-plade med 0,5 % protiumindhold efterfulgt af bratkøling ved 1223 K, varmvalsning ved 1023 K til en tykkelsesreduktion på 80 % og protium desorption ved 873 K producerede med succes en homogen organisation med ultrafine isometriske krystaller med kornstørrelser fra 0,3 til 0,5 μm. Forsøg viste, at mekaniske egenskaber såsom superplastisk forlængelse af legeringen blev væsentligt forbedret med reduktionen af kornstørrelsen.
Selvom brintbehandlingsmetoden viser et stort potentiale for raffinering af titanlegeringer, er den dyrere end andre konventionelle metoder, og for større konstruktionsdele har metoden også problemer som ujævn brintfordeling og høje udstyrskrav, som skal undersøges nærmere og løst.
