Представлены результаты ренгено-структурных исследований процессов высокотемпературного взаимодействия поверхности титана, имплантированного ионами азота и кислорода, с кислородной средой. Показано, что имплантация (внедрение ускоренных ионов в приповерхностные слои твердых тел) кислорода приводит к образованию твердых растворов внедрения, а азота - соединений внедрения ТiN. При отжиге образцов, имплантированных ионами азота, обнаружено явление катастрофического окисления титана при 700 С с образованием рутила ТiО2. При отжиге образцов, имплантированных кислородом, признаков окисления не наблюдалось. Предложена качественная модель явления.