室溫下，鈦合金有三種基體組織，鈦合金也就分為以下三類：α合金,(α+β)合金和β合金。中國分別以TA、TC、TB表示。

α鈦合金：組織穩(wěn)定，耐磨性高于純鈦，抗氧化能力強(qiáng)。在500℃～600℃的溫度下，仍保持其強(qiáng)度和抗蠕變性能，但不能進(jìn)行常規(guī)熱處理強(qiáng)化，室溫強(qiáng)度不高。

β鈦合金：未熱處理即具有較高的強(qiáng)度，淬火、時(shí)效后合金得到進(jìn)一步強(qiáng)化，室溫強(qiáng)度可達(dá)1372～1666 MPa；但熱穩(wěn)定性較差，不宜在高溫下使用。

α+β鈦合金：它是雙相合金，具有良好的綜合性能，組織穩(wěn)定性好。

雖然鈦合金是具有可貴綜合性能的金屬材料，但硬度低耐磨性差，極大地限制了其應(yīng)用范圍。離子滲氮可大幅度提高鈦合金的表面硬度，耐磨性（提高耐磨性三十多倍）、抗擦傷性能，還保持著鈦良好的韌性和塑性。

鈦合金經(jīng)離子滲氮后還克服了鈦在還原性介質(zhì)中（如鹽酸、稀硫酸等）不耐腐蝕的缺點(diǎn)，在33%鹽酸中，腐蝕性能提髙數(shù)十倍；在20%鹽酸和20%硫酸中，耐蝕性能提高幾百倍。

鈦合金離子滲氮工藝對離子滲氮設(shè)備要求高，除需具備常規(guī)離子滲氮設(shè)備的特性外，還需具備配置多路氣氛和穩(wěn)定的大功率脈沖電源，爐體需具備優(yōu)良的冷卻性能及耐高溫性能。

工藝上通常采用不含氫的滲氮?dú)夥?，如純氮或氮?dú)寤旌蠚?，因?yàn)閷︹伜辖饋碚f，氫脆是一個重要問題。