Hợp kim Titanium và Titan được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như hàng không vũ trụ, hóa dầu, thực phẩm và y tế vì không độc hại, trọng lượng nhẹ, sức mạnh đặc hiệu cao và khả năng tương thích sinh học tốt. Tuy nhiên, các khiếm khuyết hiệu suất như độ cứng thấp, khả năng chống mài mòn kém và khả năng chống oxy hóa nhiệt độ cao đã hạn chế sự phát triển hơn nữa của hợp kim titan. Để khắc phục những thiếu sót này, xử lý nhiệt hóa học (hoặc sửa đổi hóa học) đã trở thành một phương tiện hiệu quả.
Xử lý nhiệt hóa học là việc sử dụng các phản ứng hóa học, và đôi khi các phương pháp vật lý, để thay đổi thành phần hóa học của lớp bề mặt của các bộ phận kim loại và cấu trúc tổ chức, để có được hiệu suất tốt hơn so với quá trình xử lý nhiệt kim loại vật liệu đồng nhất. Đối với hợp kim Titanium và Titan, các phương pháp xử lý nhiệt hóa học được sử dụng phổ biến nhất bao gồm nitriding, cacbonization, boriding và kim loại.
Nitriding tạo ra độ cứng cao nitride (ví dụ: TIN và TI2N) trên bề mặt hợp kim titan, cung cấp sự ăn mòn và kháng mòn tuyệt vời. Các kỹ thuật nitriding phổ biến bao gồm tắm muối nitriding, nitriding khí, cấy nitriding ion, nitriding plasma plasma plasma, nitriding laser bề mặt và nitriding chân không.
Điều trị bằng tế bào được sử dụng để có được cacbua trên bề mặt hợp kim titan để cải thiện độ cứng và khả năng chống mài mòn. Do màng thụ động dày đặc trên bề mặt của hợp kim titan và hệ số khuếch tán nguyên tử thấp, quá trình chứa khí hóa phức tạp hơn và đòi hỏi nhiệt độ cao hơn và kiểm soát kỹ thuật tốt hơn. Titanium và carbon có thể hình thành giai đoạn gia cố TIC, công nghệ được chế hòa khí bao gồm chế hòa khí rắn, chế hòa khí ion, chế hòa khí và chế hòa khí laser. Trong số đó, công nghệ tế bào trung bình chắc chắn là đơn giản, dễ dàng và chi phí thấp, nhưng rất khó để kiểm soát nồng độ oxy, lớp được tế hòa không đồng đều và độ dày nhỏ.
Điều trị boronizing có thể hình thành các boride trên bề mặt hợp kim titan để cải thiện hơn nữa độ cứng và khả năng chống ăn mòn, phù hợp cho các ứng dụng có độ cứng rất cao và yêu cầu chống mài mòn. Các hợp chất chính được hình thành bởi titan và boron là Tib và Tib2. Các kỹ thuật thâm nhập của Boron cũng bao gồm các phương pháp rắn, chất lỏng và khí, với một loạt các kỹ thuật cụ thể.
Luyện kim được sử dụng để cải thiện tính chất của hợp kim titan bằng cách xâm nhập vào các yếu tố kim loại khác vào bề mặt để tạo thành vật liệu composite. Có một sự lựa chọn rộng rãi các yếu tố kim loại bị nhiễm trùng trước, nhưng chúng cần phải có độ hòa tan rắn tốt với hợp kim titan. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ hòa tan rắn của kim loại chủ yếu bao gồm kích thước nguyên tử, ái lực hóa học, cấu trúc tinh thể và hóa trị nguyên tử tương đối.
Tóm lại, việc xử lý nhiệt hóa học của hợp kim titan có lợi thế riêng và quy trình thích hợp nên được chọn theo các nhu cầu khác nhau. Hiện tại, các công nghệ nitriding và cacbonizing được sử dụng rộng rãi hơn. Với sự phát triển liên tục của công nghệ hợp kim titan và titan, việc xử lý bề mặt hợp kim titan sẽ mở ra một không gian phát triển lớn hơn, mang lại hiệu suất cao hơn cho các sản phẩm hợp kim titan và titan.
