Slitiny titanu a titanu se široce používají v různých oborech, jako je letectví, petrochemická, jídlo a lékařské, kvůli jejich netoxicitě, nízké hmotnosti, vysoké specifické síle a dobré biokompatibilitě. Defekty výkonu, jako je nízká tvrdost, špatný odolnost proti opotřebení a nedostatečná odolnost vůči oxidaci vysoké teploty, však omezily další vývoj slitin titanu. K překonání těchto nedostatků se chemické tepelné zpracování (nebo chemické modifikace) stalo účinným prostředkem.
Chemické tepelné zpracování je používání chemických reakcí a někdy fyzikálních metod ke změně chemického složení povrchové vrstvy kovových částí a organizační struktury, aby bylo možné získat lepší výkon než proces tepelného zpracování kovového tepla homogenních materiálů. U titanových a titanových slitin patří nejčastěji používané metody chemického tepelného zpracování nitriding, karburizace, boritování a metalizaci.
Nitriding vytváří nitridy s vysokou tvrdostí (např. Cín a Ti2N) na povrchu slitin titanu, které poskytují vynikající korozi a odolnost proti opotřebení. Mezi běžné nitridingové techniky patří nitriding bath, nitriding plynu, nitriding iontu, nitriding plazmy s dvojitou vrstvou, nitriding laseru povrchu a nitriding vakua.
Karburizační ošetření se používá k získání karbidů na povrchu titanových slitin ke zlepšení jejich tvrdosti a odolnosti proti opotřebení. Vzhledem k hustému filmu pasivace na povrchu titanových slitin a nízkého atomového difúzního koeficientu je proces karburizace komplikovanější a vyžaduje vyšší teplotu a jemnější technickou kontrolu. Titan a uhlík mohou tvořit fázi vyztuženou TIC, technologie karburizace zahrnuje solidní karburizaci, iontové karburizace, karburizaci plynu a laserové karburizaci. Mezi nimi je pevná karburizační technologie jednoduchá, snadná a nízká náklady, ale je obtížné kontrolovat koncentraci kyslíku, karburizovaná vrstva není jednotná a tloušťka je malá.
Boronizující ošetření může vytvářet boridy na povrchu slitin titanu, aby se dále zlepšila tvrdost a odolnost proti korozi, vhodné pro aplikace s velmi vysokou tvrdostí a požadavky na odpor opotřebení. Hlavní sloučeniny tvořené titanem a borou jsou TIB a TIB2. Techniky penetrace BORON zahrnují také metody pevné, kapalné a plynové metody se širokou škálou specifických technik.
Metalurgie se používá ke zlepšení vlastností slitin titanu infiltrováním dalších kovových prvků do povrchu za vzniku kompozitních materiálů. K dispozici je široká volba předinfiltrovaných kovových prvků, ale musí mít dobrou solidní rozpustnost s titanovou slitinou. Mezi faktory ovlivňující pevnou rozpustnost kovů patří hlavně atomová velikost, chemická afinita, krystalová struktura a relativní atomová valence.
Stručně řečeno, chemické tepelné zpracování slitiny titanu má své vlastní výhody a vhodný proces by měl být vybrán podle různých potřeb. V současné době se používají nitridingové a karburizační technologie. S nepřetržitým vývojem technologie titanových a titanových slitin bude povrchové úpravy slitiny titanu ohlašovat větší prostor pro vývoj, což poskytuje vyšší výkonnost produktů titanu a titanu.
