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：組織穩定，耐磨性高于純鈦，抗氧化能力強。在500℃～600℃的溫度下，仍保持其強度和抗蠕變性能，但不能進行常規熱處理強化，室溫強度不高。

β鈦合金：未熱處理即具有較高的強度，淬火、時效后合金得到進一步強化，室溫強度可達1372～1666 MPa；但熱穩定性較差，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。

鈦合金經離子滲氮后還克服了鈦在還原性介質中（如鹽酸、稀硫酸等）不耐腐蝕的缺點，在33%鹽酸中，腐蝕性能提髙數十倍；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備要求高，除需具備常規離子滲氮設備的特性外，還需具備配置多路氣氛和穩定的大功率脈沖電源，爐體需具備優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氣氛，如純氮或氮氬混合氣，因為對鈦合金來說，氫脆是一個重要問題。