โลหะผสมไทเทเนียมที่มีเม็ดละเอียดพิเศษมีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นหลายประการ รวมถึงระดับความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิห้องที่เพิ่มขึ้น และการยืดตัวที่ดีเยี่ยมในการใช้งานแรงดึงที่อุณหภูมิสูง การปรับแต่งเกรนมักทำได้โดยการเสียรูปขนาดใหญ่ เช่น การอัดขึ้นรูปมุมเท่ากัน การบิดด้วยแรงดันสูง การตีแบบหลายแกน และการเชื่อมคอยล์แบบสะสม นอกจากนี้ การบำบัดด้วยไฮโดรเจนยังสามารถใช้กับโลหะผสมไทเทเนียมได้
ในปี 1970 สถาบันการผลิตเครื่องบินแห่งมอสโกได้ศึกษาผลกระทบของไฮโดรเจนต่อคุณสมบัติการประมวลผลของโลหะผสมไทเทเนียม หยิบยกแนวคิดของ "การทำให้เป็นพลาสติกไฮโดรเจน" โดยมีไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบโลหะผสมชั่วคราว ผ่านการแทรกซึมของไฮโดรเจน การสลายตัวของอะซีโอโทรปิก การดีไฮโดรจีเนชันในสุญญากาศ และกระบวนการอื่น ๆ การใช้ไฮโดรพลาสติกไนเซชัน การเปลี่ยนเฟสไฮโดรเจน และการผสมไฮโดรเจนแบบพลิกกลับได้ในโลหะผสมไทเทเนียม เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการประมวลผล ปรับแต่งโครงสร้างจุลภาคของวัสดุ และปรับปรุงวัสดุ ประสิทธิภาพการประมวลผล ปรับแต่งโครงสร้างจุลภาคของวัสดุ
การบำบัดด้วยไฮโดรเจนสามารถใช้เพื่อปรับแต่งโครงสร้างเกรนของการหล่อและการตีขึ้นรูปโลหะผสมไททาเนียม และปรับปรุงคุณสมบัติทางกล มีรายงานในวรรณคดีว่าการบำบัดด้วยไฮโดรเจนสามารถปรับแต่งโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสม TiAl ได้ ดังนั้นจึงมีการปรับปรุงความแข็งแรงในการอัดและความแข็งแรงของผลผลิตอย่างมีนัยสำคัญ ในทางปฏิบัติ การบำบัดด้วยไฮโดรเจนมักจะใช้ร่วมกับการบำบัดความร้อนและการบิดเบือนความร้อนในภายหลัง เพื่อให้ได้เกรนที่มีขนาดละเอียดมาก มีการแสดงให้เห็นว่าการเสียรูปขนาดใหญ่ที่อุณหภูมิสูงของโลหะผสมไททาเนียมที่เติมไฮโดรเจนสามารถส่งผลให้เกิดการก่อตัวของผลึกละเอียดที่เท่ากันโดยมีขนาดเกรนประมาณ 1 μm หรือแม้แต่เกรนขนาดนาโนเมตร การศึกษาโลหะผสม Ti-6.3Al-3.5Mo-1.7Zr (%, เศษส่วนมวล) พบว่า: การบำบัดไฮโดรเจนในเศษส่วนอะตอมของไฮโดรเจน 14% ถึง 16%, การเสียรูป อุณหภูมิลดลงเหลือ 550 องศา จากนั้นผ่านกระบวนการเปลี่ยนรูปและกระบวนการสลายตัวของเฟสที่เสถียร ทำให้ได้เกรนสุดท้ายขนาดนาโนเกรน 40 นาโนเมตร เมื่อเปรียบเทียบเส้นโค้งความเค้น-ความเครียดทางวิศวกรรมของโลหะผสม Ti-6Al-4V ที่มีขนาดเกรนต่างกัน จะเห็นได้ว่าวัสดุที่มีเกรนละเอียดพิเศษให้ความแข็งแรงที่ให้ผลผลิตสูงและการยืดตัวสูงเมื่อเทียบกับเกรนหยาบหรือ วัสดุเนื้อละเอียดทั่วไป
การบำบัดเพื่อให้โลหะผสมไทเทเนียมดูดซับอะตอมไฮโดรเจน (โปรเทียม) จำนวนมาก จากนั้นปล่อยให้อะตอมไฮโดรเจน (โปรเทียม) เหล่านี้ดูดซับที่อุณหภูมิสูงในสุญญากาศ เรียกว่าการบำบัดด้วยโปรเทียม สำหรับโลหะผสมไทเทเนียมชนิด + การบำบัดด้วยโปรเทียมประกอบด้วยกระบวนการ 3 กระบวนการต่อไปนี้: (1) การดูดซับโปรเทียมในบรรยากาศไฮโดรเจน; (2) การเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนซิติกและการประมวลผลทางความร้อนในที่สุดทำให้เกิดการตกตะกอนของไฮไดรด์แบบกระจาย และ (3) การบำบัดการดูดซับโปรเทียมขั้นสุดท้ายและการตกผลึกซ้ำ มีรายงานว่าการบำบัดด้วยโปรเทียมของโลหะผสม Ti-6Al-4V ซึ่งดูดซับโปรเทียม 0.5% และถูกดูดซับที่ 873 K แสดงให้เห็นโครงสร้างผลึกไอโซโทรปิกที่ละเอียดมากและมีขอบเขตเกรนเชิงมุมขนาดใหญ่ และขนาดเกรนในช่วง 300-500 นาโนเมตร แสดงให้เห็นว่าวิธีการรักษาด้วยโปรเทียมจะเพิ่มเนื้อหาของเฟสในเมทริกซ์ การทดสอบแรงดึงแสดงให้เห็นว่ากำลังรับผลผลิตของโลหะผสมเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิห้อง ในขณะที่การยืดตัวสูงสุดของโลหะผสมที่ 1123 K สูงถึง 90{{20}}0% มีรายงานด้วยว่าการบำบัดด้วยโปรเทียมของแผ่น Ti-6Al-4V ที่มีปริมาณโปรเทียม 0.5% ตามด้วยการชุบแข็งที่ 1223 K การรีดร้อนที่ 1,023 K จนกระทั่งความหนาลดลง 80% และโปรเทียม การคายการดูดซึมที่ 873 K ประสบความสำเร็จในการสร้างโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกันด้วยผลึกไอโซเมตริกที่มีความละเอียดสูงเป็นพิเศษซึ่งมีขนาดเกรนตั้งแต่ 0.3 ถึง 0.5 μm การทดสอบแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติทางกล เช่น การยืดตัวของซูเปอร์พลาสติกของโลหะผสมดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อขนาดเกรนลดลง
แม้ว่าวิธีการบำบัดด้วยไฮโดรเจนจะแสดงศักยภาพที่ดีเยี่ยมในการกลั่นโลหะผสมไทเทเนียม แต่ก็มีราคาสูงกว่าวิธีการทั่วไปอื่นๆ และสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างขนาดใหญ่ วิธีการนี้ยังมีปัญหา เช่น การกระจายตัวของไฮโดรเจนที่ไม่สม่ำเสมอและความต้องการอุปกรณ์ที่สูง ซึ่งจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบเพิ่มเติมและ แก้ไขแล้ว
