Το κράμα τιτανίου Gr.5, ως σημαντικό δομικό υλικό υψηλής απόδοσης, χρησιμοποιείται ευρέως στην αμυντική βιομηχανία, την αεροδιαστημική, τις ιατρικές συσκευές και άλλους τομείς λόγω της υψηλής ειδικής αντοχής, της εξαιρετικής αντοχής στη διάβρωση, της χαμηλής πυκνότητας και της καλής βιοσυμβατότητάς του. Με την εξαιρετική του απόδοση, έχει γίνει το προτιμώμενο υλικό για τη βελτίωση της απόδοσης και του ελαφρού βάρους των όπλων και του εξοπλισμού. Επί του παρόντος, στον τομέα των στρατιωτικών όπλων{4}}που βασίζονται στην ξηρά, οι πιο αντιπροσωπευτικές περιπτώσεις εφαρμογής του περιλαμβάνουν το κύριο άρμα μάχης M1A1, το μαχητικό όχημα M2 Bradley και τον ελαφρύ οβιδοφόρο M777 των 155 mm. Με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, αυξάνονται οι απαιτήσεις για υψηλή απόδοση και ελαφρύ όπλο και εξοπλισμό. Ωστόσο, η χαμηλή σκληρότητα και η κακή αντοχή στη φθορά των κραμάτων τιτανίου γενικά περιορίζουν την εφαρμογή τους σε στρατιωτικές δραστηριότητες.
Μετά την επεξεργασία της επιφάνειας του κράματος τιτανίου Gr.5 με νιτρίωση ιόντων, σχηματίζονται φάσεις TiN και Ti2N και η κρυσταλλική δομή αυτών των φάσεων είναι σχετικά πλήρης και τακτοποιημένη. Η μικροδομή του νιτριδωμένου στρώματος φαίνεται στο Σχήμα 1. Η μέση σκληρότητα του δείγματος κράματος τιτανίου Gr.5 χωρίς επεξεργασία εναζώτου είναι 345 HV και μετά την επεξεργασία εναζώτου, η μέση σκληρότητα φτάνει τα 430 HV, που είναι 25% υψηλότερη από αυτή του υλικού βάσης. Η επιφανειακή σκληρότητα του κράματος τιτανίου Gr.5 είναι σημαντικά βελτιωμένη, κυρίως λόγω της προαγωγικής επίδρασης της θερμοκρασίας στη συμπεριφορά διάχυσης των ατόμων αζώτου και στο σχηματισμό στρωμάτων νιτριδίου. Κατά τη διαδικασία νιτροποίησης ιόντων, τα άτομα αζώτου σχηματίζουν ένα στρώμα νιτριδίου με υψηλή σκληρότητα στην επιφάνεια του υλικού, αυξάνοντας αποτελεσματικά την επιφανειακή σκληρότητα του κράματος τιτανίου. Μετά από επεξεργασία νιτρίδωσης σε χαμηλή{12} θερμοκρασία, ένα στρώμα νιτριδίου που αποτελείται από TiN και Ti2N σχηματίζεται στην επιφάνεια του κράματος τιτανίου Gr.5. Τα νιτρίδια του τιτανίου έχουν εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα και το στρώμα νιτριδίου είναι σχετικά πυκνό. Ο σχηματισμός και η συσσώρευση του στρώματος νιτριδίου στην επιφάνεια του κράματος τιτανίου οδηγεί στην αύξηση της επιφανειακής σκληρότητας.
