Εκτός από τη μήτρα, τα κράματα τιτανίου και τιτανίου έχουν επίσης στοιχεία ακαθαρσίας όπως Fe, C, N, H και O. Αυτά τα στοιχεία είναι συνήθως ντοπαρισμένα από σπόγγο τιτάνιο, ενδιάμεσα κράματα, θέρμανση και επεξεργασία αλκαλίου αποξίδωσης. Στην πραγματική εφαρμογή των κραμάτων τιτανίου, το στοιχείο υδρογόνου είναι μια επιβλαβής ουσία στη μήτρα του τιτανίου, επομένως το πρόβλημα της ευθραυστότητας του υδρογόνου τυγχάνει επίσης ολοένα και μεγαλύτερης προσοχής και λαμβάνονται αντίστοιχα μέτρα για την αποφυγή ή τη μείωση της βλάβης που προκαλείται από την ευθραυστότητα του υδρογόνου.
Το φαινόμενο της απορρόφησης υδρογόνου του κράματος τιτανίου είναι ένα σχετικά πολύπλοκο φυσικοχημικό φαινόμενο. Τα άτομα υδρογόνου είναι τα μικρότερα άτομα στο σύμπαν, επιτρέποντάς τους να διαχέονται εύκολα και να κινούνται στα κενά των μεταλλικών πλεγμάτων για να σχηματίσουν στερεά διαλύματα διάκενου (βλ. Εικόνα 1). Αυτό το χαρακτηριστικό έχει καθοριστικό αντίκτυπο στην εμφάνιση ευθραυστότητας του υδρογόνου. Η αντίδραση μεταξύ τιτανίου και υδρογόνου είναι αναστρέψιμη. Ο ρυθμός απορρόφησης υδρογόνου και η ποσότητα απορρόφησης υδρογόνου σχετίζονται με τη θερμοκρασία και την πίεση του υδρογόνου. Η θερμοκρασία αυξάνεται και η πίεση του υδρογόνου αυξάνεται, ο ρυθμός απορρόφησης υδρογόνου αυξάνεται και η ποσότητα απορρόφησης υδρογόνου αυξάνεται. Επί του παρόντος, η πιο κοινή μέθοδος επεξεργασίας επιφανειακής κλίμακας φύλλων από κράμα τιτανίου είναι η χημική επεξεργασία, δηλαδή, το λιωμένο διάλυμα NaOH και NaNO3 καθιστά χαλαρή την κλίμακα TiO2 και στη συνέχεια τουρσί με ένα μικτό διάλυμα HF και HNO3. Η απορρόφηση υδρογόνου του κράματος τιτανίου παράγεται κυρίως στη διαδικασία πλύσης με αλκάλια. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του αλκαλίου, τόσο πιο βίαιη είναι η αντίδραση μεταξύ του κράματος τιτανίου και του αλκαλικού υγρού. Όταν η θερμοκρασία του αλκαλίου είναι πολύ χαμηλή, η ταχύτητα αντίδρασης θα είναι πολύ αργή, γεγονός που όχι μόνο θα προκαλέσει το υπολειπόμενο αλκαλικό υγρό στην επιφάνεια να επηρεάσει σοβαρά την ποιότητα της επιφάνειας του προϊόντος, αλλά θα αυξήσει επίσης την ποσότητα της απορρόφησης υδρογόνου ανάλογα. Προκειμένου να αποφευχθεί η απορρόφηση του υδρογόνου, η περιεκτικότητα σε NaNO3 πρέπει να διατηρείται στην περιοχή από 5% έως 15%, και η θερμοκρασία του αλκαλικού υγρού πρέπει να ελέγχεται μεταξύ 460-520 μοίρες.
Επιπλέον, το στοιχείο υδρογόνου υπάρχει κυρίως με τη μορφή ατόμων διάκενου στα κράματα τιτανίου, γεγονός που θα μειώσει την αντοχή και τη σκληρότητα των κραμάτων τιτανίου. Όταν η περιεκτικότητα σε υδρογόνο φτάσει σε μια ορισμένη τιμή, η ευαισθησία του τιτανίου στην εγκοπή θα βελτιωθεί σημαντικά, μειώνοντας έτσι σημαντικά την αντοχή στην κρούση και άλλες ιδιότητες του δείγματος εγκοπής. Η ευθραυστότητα του υδρογόνου που προκαλείται από το υδρογόνο θα κάνει τις ρωγμές να συνεχίσουν να αναπτύσσονται μέχρι να σπάσουν. Σχετικές μελέτες έχουν δείξει ότι η επίδραση του υδρογόνου στην αντοχή στη διάβρωση των κραμάτων τιτανίου δεν είναι εμφανής.
Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας επιφανειακής επεξεργασίας κράματος τιτανίου και τη συνεχή εμβάθυνση της έρευνας στους μηχανισμούς υδρογόνου, η έρευνα για την ευθραυστότητα του υδρογόνου έχει κάνει νέες ανακαλύψεις και από τη μικροσκοπική θεωρία έως τη μακροσκοπική εφαρμογή, έχει διαμορφωθεί ένα πλήρες ερευνητικό σύστημα, θέτοντας στέρεες βάσεις για την ανάπτυξη της σύγχρονης επιστήμης υλικών. Η Shaanxi Hangyu Nonferrous Metal Processing Co., Ltd. διαθέτει ειδικό εξοπλισμό κλιβάνων κενού και μοναδικές διαδικασίες για την αφαίρεση υδρογόνου. Μέσω θερμικής επεξεργασίας κενού, τα στοιχεία υδρογόνου μέσα στη μήτρα του κράματος τιτανίου μπορούν να αφαιρεθούν αποτελεσματικά, κάνοντας τις μηχανικές ιδιότητες και το μηχάνημα του προϊόντος-προσέθεσε καλύτερη απόδοση σταθερότητας.
