Titanijeve in titanove zlitine se pogosto uporabljajo na različnih področjih, kot so vesoljski, petrokemični, hrana in medicinski zaradi njihove nestrupenosti, lahke teže, visoke specifične moči in dobre biokompatibilnosti. Vendar pa so okvare zmogljivosti, kot so nizka trdota, slaba odpornost na obrabo in nezadostna odpornost na visokotemperaturno oksidacijo, omejila nadaljnji razvoj titanovih zlitin. Za premagovanje teh pomanjkljivosti je kemična toplotna obdelava (ali kemična sprememba) postala učinkovito sredstvo.
Kemična toplotna obdelava je uporaba kemijskih reakcij in včasih fizikalnih metod za spreminjanje kemične sestave površinske plasti kovinskih delov in organizacijske strukture, da bi dosegli boljše zmogljivosti kot homogeni materiali, kovinski toplotni postopek. Za titanijeve in titanove zlitine najpogosteje uporabljene metode kemične toplotne obdelave vključujejo nitriranje, karburing, borovanje in metalizacijo.
Nitridiranje na površini titanovih zlitin proizvaja visoke trdotne nitride (npr. Kositer in ti2n), ki zagotavljajo odlično korozijo in odpornost na obrabo. Običajne tehnike nitriranja vključujejo nitriranje v solni kopeli, nitriranje s plinom, ionsko implantacijo, dvoslojno sijaj nitriranje, površinsko lasersko nitriranje in vakuumsko nitriranje.
Karburacijsko zdravljenje se uporablja za pridobivanje karbidov na površini titanovih zlitin za izboljšanje svoje trdote in odpornosti na obrabo. Zaradi gostega pasivacijskega filma na površini titanovih zlitin in nizkega atomskega difuzijskega koeficienta je postopek karburizacije bolj zapleten in zahteva višjo temperaturo in lepši tehnični nadzor. Titanium in ogljik lahko tvorita fazo ojačane tike, karburing tehnologija vključuje trdno karburalizacijo, ionsko karburalizacijo, plin in karburing. Med njimi je trdna tehnologija karburalizacije preprosta, enostavna in nizka cena, vendar je težko nadzorovati koncentracijo kisika, karburizirana plast ni enakomerna in debelina je majhna.
Obdelava boronizacije lahko tvori boride na površini titanovih zlitin, da se še bolj izboljša trdota in korozijsko odpornost, primerna za aplikacije z zelo visokimi zahtevami trdote in obrabe. Glavne spojine, ki jih tvorita titan in boron, sta Tib in Tib2. Tehnike penetracije bora vključujejo tudi trdne, tekoče in plinske metode s široko paleto specifičnih tehnik.
Metalurgija se uporablja za izboljšanje lastnosti titanovih zlitin z infiltriranjem drugih kovinskih elementov v površino, da tvori kompozitne materiale. Obstaja široka izbira vnaprej infiltriranih kovinskih elementov, vendar morajo imeti dobro trdno topnost s titanovo zlitino. Dejavniki, ki vplivajo na trdno topnost kovin, vključujejo predvsem atomsko velikost, kemično afiniteto, kristalno strukturo in relativno atomsko valenco.
Če povzamemo, ima kemična toplotna obdelava titanove zlitine svoje prednosti, ustrezen postopek pa je treba izbrati glede na različne potrebe. Trenutno se širše uporabljajo tehnologije za nitriranje in karburalizacijo. Z nenehnim razvojem tehnologije titana in titanijeve zlitine bo površinska obdelava titanove zlitine v večjem prostoru za razvoj, kar bo dalo večje zmogljivosti za izdelke iz titanijeve in titanijeve zlitine.
