Thanks to a considerable number of fascinating properties, titanium (Ti) and Ti alloys play important roles in a variety of industrial sectors. However, Ti and Ti alloys could not satisfy all industrial requirements; the degradation of Ti and Ti alloys always commences on their surfaces in service, which declines the performances of Ti workpieces. Therefore, with aim to further improve their mechanical, corrosion and biological properties, surface modification is often required for Ti and Ti alloys. This article reviews the technologies and recent developments of surface‐modification methods with respect to Ti and Ti alloys, including mechanical, physical, chemical, and biochemical technologies. Conventional methods have limited improvement in the properties and/or restriction on the geometry of workpieces. Therefore, many advanced surface‐modification technologies have emerged in recent decades. New methods make Ti and Ti alloys have better performance and extended applications. With requirement of high surface properties in future. Understanding the mechanism in various surface‐modification methods, combining the advantages of current technologies and developing new coating materials with high performance are required urgently. As such, incorporation of different surface‐modification technologies with high‐performance modified layers may be the mainstream of surface modifications for Ti and Ti alloys.

Gradient porous structures based on triply periodic minimal surfaces offer exceptional specific strength and multi-functionality. However, strain heterogeneity complicates their deformation mechanisms and fracture modes In this study, we fabricated a series of gradient porous NiTi alloys based on gyroid (G), diamond (D), and I-WP (I) unit cells, with porosities ranging from 50 % to 70 %. Surprisingly, the I structure exhibited an abnormally high compressive strength of nearly 600 MPa at around 50 % porosity, more than twice that of the G and D structures. This performance gap was attributed to the activation of mixed deformation mechanisms and distinct fracture modes. While the G structure showed a uniform radial strain distribution, the D and I structures displayed pronounced radial strain gradients with concentrated central strains. The D structure deformed through relative sliding of oblique struts, while the I structure maintained macrostructural stability, with thick edge struts providing continuous strain hardening until monolithic fracture. This unique deformation behavior results from the synergistic effects of its intrinsic macrostructural stability, significant radial strain gradients, and sufficiently thicker edge struts. The integration of metallurgical and architectural design principles represents a novel approach to tailoring the mechanical properties of gradient porous metals for advanced applications.