鈦合金滲碳在表面上生成TiC相,具有非常髙的硬度。但是TiC層與基體的結合力很差，妨礙實際使用。溫度過高會使碳化鈦晶粒長大速度加快： 

1、燒結溫度。碳化鈦高錳鋼結硬質合金的最終燒結溫度一般取1420℃較合適。燒結溫度不宜過高。甚至使粘結相變成液相金屬流失，從而使硬質相發(fā)生鄰接、聚集并長大，形成碎裂源。這就是前面分析的硬質相晶粒之間的粘結相變少的原因。當然燒結溫度也不能過低，否則會使合金欠燒。特別是脫膠、還原和液相燒結的3個階段中。

2、燒結時的升溫速度。此類合金燒結時升溫加熱速度不宜快。要嚴格控制升溫速度和保溫時間。因為在低溫脫膠階段，壓坯釋放壓制應力和成形劑揮發(fā)的過程，若升溫速度快，則因成形劑來不及揮發(fā)而液化后變成蒸汽，使壓坯發(fā)生爆裂或微裂現象；900℃以上的還原階段，要讓壓坯有足夠的時間脫去所用原料粉末(如Mn2Fe中間合金)中的揮發(fā)物和氧；進入液相燒結階段時，也要放慢升溫速度才干使壓坯充分合金化。

鈦在高溫下會與氧,氮等氣體發(fā)生反應，引起硬化，高溫下（800-900度）進行氮化處理，使其表面維氏硬度高達700以上；通過堆焊，在氬氣中同入適量的氮氣或者氧氣，使其表面硬度可以提高2—3倍；通過離子電鍍，使其表面生成一層氮化鈦，厚度在5微米左右，表面維氏硬度竟然高達16000—20000；鍍鉻等。在滲氮時可能形成各種不同的區(qū)，如果氧含量不髙，形成由氮化鈦組成的外區(qū)，具有金黃色并且硬度為14000-17000MPa，可是這種氮化鈦層很傅因較低的氮化溫度時或者繼而進行髙溫加熱(退火）時，氮就完全溶解到金屬表面的鈦固溶體里去了，激化鈦層不再增加或者在某個熱處理工序中消失因此，在發(fā)現氮化鈦層時鈦固溶體層巳經溶解到氮中去了這層也具有高的硬度，但是芯部硬度降低。在采用氨氣進行滲氮時，由于滲透氫的作用而出現附加的組織變化。氮化鈦堅硬而導電氮化鈦的生成熱超過所有的氧化鈦。因此也必須注意，要在完全脫除氧的條件下進行滲氮處理。鈦同氮隨著時間按照拋物線規(guī)律進行表面反應。因此,滲氮速度隨著滲氮時間的增加而減低。因為氮在外氮化鈦層中的擴散速度小于下面的鈦固溶液體區(qū)的擴散速度，而不可能形成厚氮化層，氮或氨必須具有較髙的純度。因為氧不僅妨礙氮化層的形成，而且還能在較髙溫度條件下引起表面層除去氧化皮，水分的含量（濕度）必須最少達到這樣的程度，即使之達到的熔點。

鈦表面滲硼生成TiB2相，硬度也很高。據文獻報道，將酸洗后的鈦零件包埋在無定型硼粉和A1203粉各半的混合粉末（其中加有0.75%-1.0%的NH4F*HF)中，在1010度保溫1小時,即可生成TiB2層。在上述條件下,該涂層的厚度依合金不同而異，工業(yè)純鈦上生成的涂層厚度為25p,TC4鈦合金上形成厚度為20um，硬度在HV2800-3450的范圍。滲硼的溫度要求高,這使其應用受到一定限制。如果先在鈦板上電鍍鐵，之后進行硼化，可以降低硼化溫度到870度,鍍層厚度可達40um，硬度可到HV2300。由于鈦也與氮反應,因此必須用氬氣作為載體。假如用氧/氮混合氣體(空氣)作為氧源,那在氧的擴散溫度(約850℃)就會形成足夠的氮化物它會減小氧的擴散。為了優(yōu)化氧擴散層的深度和分布,氧的濃度需足夠高,以產生最大擴散速率。但它不能高至形成一連續(xù)的表面氧化膜,據報道,它會阻擋擴散。 

表面硬化的目的是提高耐磨性，并消除在摩擦條件下工作的零件發(fā)生相互黏附的危險性。在硬度提高的同時，有可能耐蝕性能及疲勞強度也有所提高。這里首先關注表面硬度的提高,關注工藝本身及其對表面硬度提高的影響。表面硬化應在一壓力保護氣氛的爐子中進行并很好地控制,它可方便地改變處理結束時的氣體成分,以生成均勻的無氣孔金紅石層。其結果類似于TO工藝處理。這樣它以一步方式進行了復式處理,更不需如BDO/TO組合處理那樣的三步,從而顯著節(jié)能。此工藝僅用完全惰性氣體———氬氣和氧氣,因而十分環(huán)保,無毒氣,不會引起全球溫室效應。雖然工藝很好,但真空處理費用昂貴,且氧化/擴散二步處理中有明顯的控制問題。即使在真空中的擴散時間固定不變,第一步中形成氧化物含量的微小變化,也會引起其最后硬度分布的顯著不同。

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