Paduan titanium Gr.5, sebagai material struktur-berperforma tinggi yang penting, banyak digunakan dalam industri pertahanan, ruang angkasa, perangkat medis, dan bidang lainnya karena kekuatan spesifiknya yang tinggi, ketahanan terhadap korosi yang sangat baik, kepadatan rendah, dan biokompatibilitas yang baik. Dengan kinerjanya yang luar biasa, bahan ini telah menjadi bahan pilihan untuk meningkatkan kinerja dan bobot senjata dan perlengkapan yang ringan. Saat ini, di bidang senjata militer berbasis darat-, kasus penerapannya yang paling representatif mencakup tank tempur utama M1A1, kendaraan tempur M2 Bradley, dan howitzer ringan 155mm M777. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, kebutuhan akan senjata dan peralatan yang berperforma tinggi dan ringan semakin meningkat. Namun, kekerasan paduan titanium yang rendah dan ketahanan aus yang buruk umumnya membatasi penerapannya dalam aktivitas militer.
Setelah permukaan paduan titanium Gr.5 diolah dengan ion nitridasi, fase TiN dan Ti2N terbentuk, dan struktur kristal fase ini relatif lengkap dan teratur. Struktur mikro lapisan nitridasi ditunjukkan pada Gambar 1. Kekerasan rata-rata sampel paduan titanium Gr.5 tanpa perlakuan nitridasi adalah 345HV, dan setelah perlakuan nitridasi, kekerasan rata-rata mencapai 430HV, yaitu 25% lebih tinggi dari bahan dasar. Kekerasan permukaan paduan titanium Gr.5 meningkat secara signifikan, terutama karena pengaruh suhu terhadap perilaku difusi atom nitrogen dan pembentukan lapisan nitrida. Selama proses ion nitridasi, atom nitrogen membentuk lapisan nitrida dengan kekerasan tinggi pada permukaan material, yang secara efektif meningkatkan kekerasan permukaan paduan titanium. Setelah perlakuan nitridasi suhu rendah, lapisan nitrida yang terdiri dari TiN dan Ti2N terbentuk pada permukaan paduan titanium Gr.5. Nitrida titanium memiliki kekerasan yang sangat tinggi, dan lapisan nitrida relatif padat. Pembentukan dan akumulasi lapisan nitrida pada permukaan paduan titanium menyebabkan peningkatan kekerasan permukaan.
