经过几十年的发展，机械合金化已用于开发研制高性能磁性材料、高温材料、超导材料、储氢材料、纳米复合材料、形状记忆合金以及Ti-Al金属间化合物等在内的各种用途的材料。机械合金化所用的设备有振动式、搅拌式、行星式和高能球磨机等，不同类型的球磨机性能各有千秋，整体而言，高能球磨机的机械合金化效果最好。机械合金化强度与所选用的球磨机、磨球的种类和球磨工艺有关。
影响机械合金化的因素主要有：原始粉末的粒度；球料比以及它们在球罐中的装填比例；球磨机的转速或震速；机械合金化的方式、温度；气体环境；机械合金化过程控制剂（ProcessControlAgent，简称为PCA）；球罐的形状、大小和强度；磨球的材质、大小和硬度等。采用行星式球磨机来进行高速球磨，球磨介质为硬质合金球，添加2%的硬脂酸作为过程控制剂，球料比为10：1，球磨机转速为550r/min，球磨时间分别为20，30，60小时，机械合金化后，对粉末进行冷压成型，真空脱脂，和热压致密后得到高致密度，显微组织均匀细小的钛合金试样，并且发现机械合金化时间的延长可以提高显微组织的均匀度和细化晶粒的程度，从而得到力学性能更好的细晶钛合金。机械合金化是一种简单、高效、实用的合金化技术，能连续调节和精确控制合金成分，使一些用熔炼法不能形成合金的元素合金化。
氢处理技术氢是非常敏感的化学元素，很容易和金属发生强烈反应，微量的氢就会使材料产生氢脆等危害。人们一直把氢看作是严重降低钛合金塑性的有害元素，采用一切措施尽量降低其含量，避免氢脆的发生。然而，氢具有两重性，在一定条件下反而有利于提高钛合金的塑性，也可以把氢作为暂时性合金元素细化金属晶粒，改善其组织性能。氢处理是钛合金的一种热处理方式，它是20世纪70年代末80年代初发展起来的一种新技术。南昌航空工业学院和北京航空材料研究院在1994年利用氢处理技术来细化亚稳定β型结构钛合金，即Ti-10V-2Fe-3Al合金，所用材料的原始组织为粗大的18μm等轴晶粒。渗氢在敞开炉中进行，通过调节时间和温度来控制试样中的含氢量，固溶和时效在普通的热处理炉中进行，先用氩气法除氢，然后用真空法除氢。采用三种不同的渗氢处理制度，真空除氢后分别得到了晶粒度为4μm，1μm和2μm的细晶组织。
西安建筑科技大学和西北有色研究院对α+β型钛合金TC21铸态组织的高温渗氢行为进行了研究，结果表明，组织得到了细化，而且随着氢含量的增加（0.1%-0.2%-0.3%-0.4%-0.5%），细化的效果更加明显。如果只利用氢处理技术来细化钛合金的微观组织，还不能达到亚微米晶或纳米晶粒的要求，因此，有人尝试用氢处理与大塑性变形共同作用的途径来制备超细晶钛合金。Hirofumi等利用氢处理与热轧工艺相结合，制备出钛合金TC4的超细晶材料，其平均晶粒尺寸为0.3～0.5μm，其工艺包括以下几个步骤：在氢气氛中的氕吸收，马氏体转变和热加工最终引起的氢化物析出，氕解吸处理和再结晶化。西北有色金属研究院的杨扬<21>对α+β两相区内热轧的Ti-6Al-4V合金板材进行了氕处理（氢含量为0.5%，从1223K淬火，1023K热轧到厚数减缩率为80%，873K氕解吸），得到了等轴均匀组织，晶粒平均尺寸为0.30.5μm的超细晶粒。
全面介绍了氢处理技术，分析了氢在钛合金中的存在形式和作用及氢对钛合金的超塑性、高温塑性、扩散加工、切削加工、变质加工等的影响和作用机理，并在此基础上，对钛合金氢处理技术的应用和发展前景作了全面的概述。氢处理技术可以细化钛合金显微组织，改善钛合金的热加工性能，提高其综合力学性能。但是，目前人们对于钛合金氢处理所引起的组织结构、力学性能和加工性能的变化规律及相关机制的研究尚不充分，有待于进一步研究完善。因此，对氢在钛合金中的作用机理进行研究有着重要的理论意义和实际意义。