钛合金因密度小、比强度高、耐腐蚀等性能，在国防工业领域备受青睐，已广泛应用于坦克装甲车、火炮等兵器设备。 但因其表面硬度低、耐磨性差，限制了钛合金的使用范围。 本研究以 TC4 钛合金板材为研究对象，对其表面实施离子渗氮处理，旨在提高合金的表面硬度并探究其在渗氮后组织结构和性能变化。 利用 X 射线衍射仪和扫描电子显微镜对离子渗氮后的组织进行观察，通过维氏显微硬度仪测定试样的硬度，分析离子渗氮工艺对组织、结构和性能的影响。 结果表明，当渗氮工艺参数为 450 ℃、保温 8h 时，TC4 钛合金试样呈现金黄色，其表面形成的渗氮层主要含有高硬度的 TiN 相，使得 TC4 钛合金在平面和厚度两个方向的表面硬度都得到了提升，且厚度方向上的硬度提升效果更为显著。