Свръхфинозърнестите титанови сплави предлагат редица изключителни предимства, включително известна степен на повишена якост при стайна температура и голямо удължение при приложения на опън при висока температура. Усъвършенстването на зърното обикновено се постига чрез големи деформации, като екструзия с еднакъв ъгъл, усукване под високо налягане, многоосно коване и кумулативно заваряване на рулони. В допълнение към това, обработката с водород може да се използва за титанови сплави.
През 70-те години на миналия век Московският институт за производство на самолети изследва ефекта на водорода върху свойствата на обработка на титанови сплави, представя концепцията за "водородна пластификация", с водород като временен легиращ елемент, чрез проникване на водород, азеотропно разлагане, вакуумно дехидрогениране и други процеси, използването на хидропластификация, водороден фазов преход и обратимо легиране на водород в титанови сплави, за подобряване на свойствата на обработка, усъвършенстване на микроструктурата на материала и усъвършенстване на материала. Производителност на обработка, усъвършенстване на микроструктурата на материала.
Обработката с водород може да се използва за прецизиране на организацията на зърната на отливки и изковки от титанови сплави и за подобряване на техните механични свойства. В литературата се съобщава, че обработката с водород може да подобри микроструктурата на сплавта TiAl, така че нейната якост на натиск и граница на провлачване са значително подобрени. На практика обработката с водород често може да се комбинира с последваща топлинна обработка и топлинно изкривяване, за да се постигне много фин размер на зърното. Доказано е, че високотемпературна, широкомащабна деформация на хидрогенирани титанови сплави може да доведе до образуването на равноосни фини кристали с размер на зърното от около 1 μm или дори зърна с нанометров размер. Изследвания върху сплав Ti-6.3Al-3.5Mo-1.7Zr (%, масова част) показват, че: обработка с водород във фракцията на водородния атом от 14% до 16%, деформацията температурата се намалява до 550 градуса и след това чрез процеса на деформация и процеса на разлагане на субстабилната фаза се получава крайният размер на зърното от 40 nm нано-зърна. Сравнявайки инженерните криви напрежение-деформация на Ti-6Al-4V сплави с различни размери на зърната, може да се види, че ултрафинозърнестият материал показва висока граница на провлачване и голямо удължение в сравнение с едрозърнестите или общи дребнозърнести материали.
Третирането, което позволява на титановите сплави да абсорбират голям брой водородни атоми (протиум) и след това позволява на тези водородни атоми (протиум) да се десорбират при високи температури във вакуум, е известно като третиране с протий. За титанови сплави от тип + обработката с протий се състои от следните три процеса: (1) абсорбция на протий във водородна атмосфера; (2) мартензитна трансформация и термична обработка, в крайна сметка предизвикващи дифузно утаяване на хидрид; и (3) крайна десорбционна обработка на протий и рекристализация. Беше съобщено, че обработката с протий на Ti-6Al-4V сплав, която абсорбира 0.5% протий и се десорбира при 873 К, показва ултрафина изотропна кристална организация с големи ъглови граници на зърната и размери на зърното в диапазона от 300-500 nm. Показано е, че методът за третиране с протий повишава съдържанието на фазата в матрицата. Тестовете за якост на опън показаха увеличение на границата на провлачване на сплавта при стайна температура, докато максималното удължение на сплавта при 1123 K достигна 90{{20}}0%. Също така беше съобщено, че обработката с протий на Ti-6Al-4V лист с 0,5% съдържание на протий, последвано от закаляване при 1223 K, горещо валцуване при 1023 K до намаляване на дебелината от 80% и протий десорбцията при 873 K успешно произведе хомогенна организация с ултрафини изометрични кристали с размери на зърната от 0,3 до 0,5 μm. Тестовете показаха, че механичните свойства като свръхпластичното удължение на сплавта се подобряват значително с намаляването на размера на зърната.
Въпреки че методът за обработка с водород показва голям потенциал за рафиниране на титанови сплави, той е по-скъп от други конвенционални методи, а за по-големи структурни части методът също има проблеми като неравномерно разпределение на водорода и високи изисквания към оборудването, които трябва да бъдат допълнително проучени и решен.
