Titanium- ja titaaniseoksia käytetään laajasti eri aloilla, kuten ilmailu-, petrokemian, ruoan ja lääketieteen, niiden myrkyttömyyden, kevyen, suuren spesifisen lujuuden ja hyvän biologisen yhteensopivuuden vuoksi. Suorituskykyvauriot, kuten pieni kovuus, huono kulutusvastus ja riittämätön vastus korkean lämpötilan hapettumiselle, ovat kuitenkin rajoittaneet titaaniseosten edelleen kehitystä. Näiden puutteiden ratkaisemiseksi kemiallisesta lämpökäsittelystä (tai kemiallisesta modifioinnista) on tullut tehokas keino.
Kemiallinen lämpökäsittely on kemiallisten reaktioiden ja joskus fysikaalisten menetelmien käyttö metalliosien pintakerroksen ja organisaatiorakenteen kemiallisen koostumuksen muuttamiseksi paremman suorituskyvyn saavuttamiseksi kuin homogeenisten materiaalien metallilämpökäsittelyprosessi. Titanium- ja titaaniseoksille yleisimmin käytettyjä kemiallisia lämpökäsittelymenetelmiä ovat nitriding, hiilihappo, booriding ja metallointi.
Nitriding tuottaa titaaniseosten pinnalle korkeat kovuuden nitridit (esim. Tin ja Ti2n), jotka tarjoavat erinomaisen korroosion ja kulutuskestävyyden. Yleisiä nitriditekniikoita ovat suolakylpy-nitriding, kaasun nitriding, ionin implantaation nitriding, kaksikerroksinen hehkuplasma-nitriding, pintalaser-nitriding ja tyhjiö-nitriding.
Hiilihoitoa käytetään karbidien saamiseksi titaaniseosten pinnalle niiden kovuuden ja kulumisen resistenssin parantamiseksi. Titaniumseosten pinnalla olevan tiheän passivointikalvon ja matalan atomien diffuusiokertoimen pinnalla hiilihakuprosessi on monimutkaisempi ja vaatii korkeamman lämpötilan ja hienomman teknisen valvonnan. Titiini ja hiili voivat muodostaa TIC -vahvistetun vaiheen, hiilihapotustekniikkaan sisältyy kiinteä hiiliö, ionin hiilihappo, kaasupuisto ja laser. Niiden joukossa vankka hiilihappotekniikka on yksinkertaista, helppoa ja edullista, mutta happipitoisuuden hallinta on vaikeaa, hiilihappokerros ei ole tasainen ja paksuus on pieni.
Booronisoiva hoito voi muodostaa baorideja titaaniseosten pinnalle kovuuden ja korroosionkestävyyden parantamiseksi edelleen, jotka sopivat sovelluksiin, joilla on erittäin korkea kovuus ja kulumisvastusvaatimukset. Titaanin ja boorin muodostavat pääyhdisteet ovat TIB ja TIB2. Boorin tunkeutumistekniikat sisältävät myös kiinteät, neste- ja kaasumenetelmät, joilla on laaja valikoima spesifisiä tekniikoita.
Metallurgiaa käytetään parantamaan titaaniseosten ominaisuuksia tunkeutumalla pintaan muita metalliolementteja komposiittimateriaalien muodostamiseksi. Ennakkaita metallielementtejä on olemassa laaja valikoima, mutta niillä on oltava hyvä kiinteä liukoisuus titaaniseoksella. Metallien kiinteään liukoisuuteen vaikuttavat tekijät sisältävät pääasiassa atomikoko, kemiallinen affiniteetti, kiderakenne ja suhteellinen atomivalenssi.
Yhteenvetona voidaan todeta, että titaaniseoksen kemiallisella lämpökäsittelyllä on omat edut, ja asianmukainen prosessi tulisi valita eri tarpeiden mukaan. Tällä hetkellä käytetään nitriding- ja hiiliötavoitteita laajemmin. Titanium- ja titaaniseostekniikan jatkuvan kehityksen myötä titaaniseoksen pintakäsittely asettaa suuremman tilan kehitykseen, mikä antaa paremman suorituskyvyn titaanin ja titaaniseostuotteille.
