L'aliatge de titani Gr.5, com a material estructural d'alt rendiment-important, s'utilitza àmpliament en la indústria de defensa, aeroespacial, dispositius mèdics i altres camps a causa de la seva alta resistència específica, excel·lent resistència a la corrosió, baixa densitat i bona biocompatibilitat. Amb el seu rendiment excepcional, s'ha convertit en el material preferit per millorar el rendiment i el pes lleuger d'armes i equips. Actualment, en el camp de les armes militars terrestres-, els seus casos d'aplicació més representatius inclouen el tanc de batalla principal M1A1, el vehicle de combat M2 Bradley i l'obús lleuger de 155 mm M777. Amb el desenvolupament de la ciència i la tecnologia, augmenten els requisits d'alt rendiment i pes lleuger d'armes i equips. Tanmateix, la baixa duresa i la poca resistència al desgast dels aliatges de titani en general limiten la seva aplicació en activitats militars.
Després de tractar la superfície de l'aliatge de titani Gr.5 mitjançant nitruració iònica, es formen les fases TiN i Ti2N i l'estructura cristal·lina d'aquestes fases és relativament completa i ordenada. La microestructura de la capa nitrurada es mostra a la figura 1. La duresa mitjana de la mostra d'aliatge de titani Gr.5 sense tractament de nitruració és de 345HV, i després del tractament de nitruració, la duresa mitjana arriba als 430HV, que és un 25% superior a la del material base. La duresa superficial de l'aliatge de titani Gr.5 millora significativament, principalment a causa de l'efecte promotor de la temperatura sobre el comportament de difusió dels àtoms de nitrogen i la formació de capes de nitrur. Durant el procés de nitruració d'ions, els àtoms de nitrogen formen una capa de nitrur amb alta duresa a la superfície del material, augmentant eficaçment la duresa superficial de l'aliatge de titani. Després del tractament de nitruració a baixa-temperatura, es forma una capa de nitrur composta per TiN i Ti2N a la superfície de l'aliatge de titani Gr.5. Els nitrurs de titani tenen una duresa extremadament alta i la capa de nitrur és relativament densa. La formació i acumulació de la capa de nitrur a la superfície de l'aliatge de titani condueixen a un augment de la duresa superficial.
