在滲氮時可能形成各種不同的區(qū)，如果氧含量不髙，形成由氮化鈦組成的外區(qū)，具有金黃色并且硬度為14000-17000MPa，可是這種氮化鈦層很傅因較低的氮化溫度時或者繼而進(jìn)行髙溫加熱(退火）時，氮就完全溶解到金屬表面的鈦固溶體里去了，激化鈦層不再增加或者在某個熱處理工序中消失因此，在發(fā)現(xiàn)氮化鈦層時鈦固溶體層巳經(jīng)溶解到氮中去了這層也具有高的硬度，但是芯部硬度降低。在采用氨氣進(jìn)行滲氮時，由于滲透氫的作用而出現(xiàn)附加的組織變化。由于在40度溫度下氫和氮對轉(zhuǎn)化溫度的相反(對立)作用而觀察到，首先隨著滲氮時間的增加而導(dǎo)致a-鈦表層的含氮層厚度增加，經(jīng)過較長時間滲氮之后，這個層的范圍又縮小，因為通過試樣氫含量增加而轉(zhuǎn)變成金相（這樣一來，正如所見到那樣，硬化深度不會受到影響。在同一條件下滲氮而產(chǎn)生的硬化區(qū)表明有一陡峭的硬度下降區(qū)，在上邊列舉出的滲氮條件下一直到大約0.1mm深度的硬化層達(dá)HVS3OOOMPa的硬度。鈦合金可以在相似的條件下像鈦那樣滲氮。在鈦合金滲氮條件下，由于氮在鈦固溶體和鈦固溶體中的溶解度及擴(kuò)散速度不同而使其擴(kuò)散區(qū)的層厚波動（變化在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%-100%NaCN的熔鹽浴槽中進(jìn)行鈦的表面硬化處理時，在800度條件下經(jīng)過1-2小時表面硬化可達(dá)到HV接近6000MPa(HRC60)由于磨蝕特征得到了改進(jìn),同沒有處理的材料相比，疲勞強度大多減少1/3以上。

氮化鈦堅硬而導(dǎo)電氮化鈦的生成熱超過所有的氧化鈦。因此也必須注意，要在完全脫除氧的條件下進(jìn)行滲氮處理。www.nmware.com鈦同氮隨著時間按照拋物線規(guī)律進(jìn)行表面反應(yīng)。因此,滲氮速度隨著滲氮時間的增加而減低。因為氮在外氮化鈦層中的擴(kuò)散速度小于下面的鈦固溶液體區(qū)的擴(kuò)散速度，而不可能形成厚氮化層，氮或氨必須具有較髙的純度。因為氧不僅妨礙氮化層的形成，而且還能在較髙溫度條件下引起表面層除去氧化皮，水分的含量（濕度）必須最少達(dá)到這樣的程度，即使之達(dá)到的熔點。
    滲氮層的厚度隨著溫度的升髙而增加，并且在大約850度溫度條件下經(jīng)過16-24小時之后達(dá)到具有HV大于3OOOMPa硬度、0.025-0.1mm厚的滲氮層。再延長滲氮時間基本上不會帶來硬化深度的增加。較髙的溫度導(dǎo)致基體材料晶粒長大，并且由于受缺口應(yīng)力集中及內(nèi)應(yīng)力作用的硬化邊緣區(qū)引起可塑性（變形性能）降低。在采用TiA15Sn2.5鈦合金條件下，即使在950度溫度條件下經(jīng)過16小時之后也只能獲得具有HV大于5OOOMPa的大約0.05mm的硬化層深度。在相同的條件下采用氨進(jìn)行滲氮，就像應(yīng)用氮滲氮一祥可達(dá)到較高的表面硬度和較大硬化深度?？墒峭瑫r獲得了氫被吸收的結(jié)果，所以必須再經(jīng)過真空退火消除它。