钛及钛合金具有无毒、质轻、比强度高及生物相容性好等优点，是理想的航空航天及医用材料，但钛合金硬度偏低、耐磨性差，在还原性介质中耐腐蚀性差，这些缺点限制了钛合金的进一步应用。钛合金表面通过化学热处理改性后可得到强化，强化后的钛合金硬度、耐腐蚀性、耐磨性都得到了提高。但钛合金表面钝化膜致密，原子扩散系数较低，如何提高钛合金化学热处理的效果及效率成为了研究的热点和难点.

目前看来，几乎所有的化学热处理方法都可应用在钛合金上，但每种方法都存在自身的优势与不足，应根据钛合金的具体使用要求和工作条件来加以选择。近年来，在现有技术的基础上，通过技术的创新与改进，拓展材料表面化学热处理在钛合金领域的应用，为表面工程技术的发展奠定了基础。本文总结了钛合金渗氮、渗碳、渗硼及渗金属等 4 个方面的研究进展，对这4 种方法的优缺点进行总结，并对未来钛合金化学热处理领域的发展前景进行了展望。

气体渗氮工艺是将钛合金试样放置在通有氮气气氛的环境中进行加热处理，使钛合金试样的表面部分与氮气生成氮化钛强化相来提高钛合金表面硬度及其耐磨性。气体渗氮技术具有成本低、工艺简单、适应性强、无几何尺寸选择性、渗氮层均匀等一系列优点。但也有其缺点，易氧化、时间长、渗层薄而脆、用气量过高等。真空渗氮是气体渗氮技术的一种，应用较为广泛，真空渗氮相比普通气体渗氮具有时间短、渗层厚、形成的渗氮层稳定性高等一系列优点。激光气体渗氮技术也属于气体渗氮的一种，是利用高能量密度的激光作用，使得在氮气气氛中的钛合金表面熔化，氮气能够与熔融金属强烈地发生冶金反应 /化学反应，通过此过程获得高硬度的渗氮层，进而达到改善钛合金表面耐磨性的目的。激光渗氮技术的优点是能够获得高硬度、高耐磨、高耐蚀的钛合金改性层，且渗氮层结合力很强，这是因为表面激光渗氮后渗氮层与基体之间发生原子冶金结合，不易剥落。

离子渗氮是采用辉光放电技术，通过电场作用使离子状态的氮轰击钛合金表面，钛合金基体的温度同时得以升高，产生能量转换引起的。离子状态的氮轰击钛合金基体也将在表层产生大量空位缺陷，进一步为氮元素的扩散提供条件，形成氮化钛硬质相。，钛合金经等离子渗氮后，能够获得较厚且较为均匀的渗层。研究表明，钛合金经离子渗氮后，表层由白亮的化合物相( TiN + Ti2N) + 白色等轴近α(N)-Ti 相扩散层组成。