鈦金屬及鈦合金材料中的擴散性能有很多優(yōu)勢，幾乎所有金屬和合金的原子都在室溫下結(jié)晶或傾向于以密集的結(jié)構(gòu)排列排列，這是由于金屬物質(zhì)中的原子具有很強的結(jié)合能力。這種架構(gòu)決定了當金屬組件失效時，修復(fù)機制自動響應(yīng)的快慢程度。因此，可以合理地推斷，如果零件的擴散速度足夠高，可以運輸?shù)剿У牡胤剑敲淳透菀子|發(fā)自動自愈。

鈦金屬及鈦合金材料分子擴散或通過擴散的物質(zhì)的原子輸運理想地表示為，在濃度梯度dc/dx存在的情況下，參考面單位面積上在相反方向上每秒原子的凈通量J(±x)，如菲克第一定律所示:Do (cm2/s的頻率因子)，Q (kJ/mol的擴散活化能)和R (8.314510 J/Kmol的氣體常數(shù))都是常數(shù)，所以唯一的變量是溫度T，開爾文。換句話說，在分布式交換機中，1/T形成一條直線。在鈦的情況下，更高的溫度誘導(dǎo)所需的熱擴散，以增加所需的動能，克服金屬物質(zhì)的結(jié)合能。除了金屬內(nèi)部的空晶格位或其他均勻性之外，分子輸運還會受到壓力、電和磁激活、原子的化學(xué)過程和機械攪動的影響。

在鈦合金的擴散率研究方面有了一些改進。鈦金屬及鈦合金材料在α相向β相轉(zhuǎn)變時，擴散率發(fā)生了一定的變化。對于廣泛使用的Ti-6Al-4V合金。目前研究了氧、鋁和釩在α和β鈦中的擴散系數(shù)。在情節(jié)的自擴散鈦在β相是三個數(shù)量級的自擴散速度比α階段。置換元素的擴散率β相的自擴散可以慢或快于鈦。Al為例所示的緩慢擴散元素組的慢擴散元素,其他包括其他合金元素,如V和Sn,接近,和Nb在于Al和莫之間。作為一個例子顯示了元素鐵的快速擴散圖中的元素。而Cr和Mn則位于Fe和β ti自擴散線之間。