آلیاژ تیتانیوم دارای استحکام بالا، چگالی کم، خواص مکانیکی خوب، چقرمگی و مقاومت در برابر خوردگی است. علاوه بر این، آلیاژهای تیتانیوم عملکرد فرآیندی ضعیفی دارند و برش آنها دشوار است. در پردازش گرم، جذب ناخالصی هایی مانند هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و کربن بسیار آسان است. همچنین مقاومت سایشی ضعیف و فرآیندهای تولید پیچیده وجود دارد. تولید صنعتی تیتانیوم در سال 1948 آغاز شد. توسعه صنعت هوانوردی مستلزم آن است که صنعت تیتانیوم با نرخ رشد متوسط سالانه حدود 8 درصد توسعه یابد. تولید سالانه مواد پردازش آلیاژ تیتانیوم در جهان' به بیش از 40000 تن با نزدیک به 30 گرید آلیاژ تیتانیوم رسیده است. پرکاربردترین آلیاژهای تیتانیوم Ti-6Al-4V (TC4)، Ti-5Al-2.5Sn (TA7) و تیتانیوم خالص صنعتی (TA1، TA2 و TA3) هستند.
آلیاژ تیتانیوم عمدتاً برای تولید اجزای کمپرسور موتور هواپیما و به دنبال آن بخشهای ساختاری موشکها، موشکها و هواپیماهای پرسرعت استفاده میشود. در اواسط دهه 1960، تیتانیوم و آلیاژهای آن در صنایع عمومی برای ساخت الکترود در صنعت الکترولیز، کندانسور در نیروگاهها، بخاریهای تصفیه نفت و نمکزدایی آب دریا و دستگاههای کنترل آلودگی محیطی مورد استفاده قرار گرفتند. تیتانیوم و آلیاژهای آن به نوعی مواد ساختاری مقاوم در برابر خوردگی تبدیل شدهاند. علاوه بر این، برای تولید مواد ذخیره سازی هیدروژن و آلیاژهای حافظه دار نیز استفاده می شود.
چین تحقیقات روی تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم را در سال 1956 آغاز کرد. در اواسط دهه 1960، تولید صنعتی مواد تیتانیوم آغاز شد و به آلیاژهای TB2 تبدیل شد.
آلیاژ تیتانیوم یک ماده ساختاری مهم جدید است که در صنعت هوافضا استفاده می شود. وزن مخصوص، استحکام و دمای سرویس آن بین آلومینیوم و فولاد است، اما از آلومینیوم و فولاد قوی تر است و مقاومت در برابر خوردگی آب دریا و عملکرد دمای بسیار پایین دارد. در سال 1950، ایالات متحده برای اولین بار از آن بر روی بمب افکن جنگنده F-84 به عنوان اجزای غیر باربر مانند سپرهای حرارتی بدنه عقب، بادگیرها و پوشش های دم استفاده کرد. از دهه 1960، استفاده از آلیاژ تیتانیوم از بدنه عقب به بدنه میانی منتقل شد و تا حدی جایگزین فولاد ساختاری شد تا اجزای مهم باربر مانند دیوارها، تیرها و لغزنده های فلپ را بسازند. مقدار آلیاژ تیتانیوم مورد استفاده در هواپیماهای نظامی به سرعت افزایش یافته و به 20 تا 25 درصد وزن ساختار هواپیما رسیده است. از دهه 1970، هواپیماهای غیرنظامی شروع به استفاده از آلیاژهای تیتانیوم در مقادیر زیاد کردند. به عنوان مثال، هواپیماهای مسافربری بوئینگ 747 بیش از 3640 کیلوگرم تیتانیوم استفاده کردند. هواپیماهای با عدد ماخ بیشتر از 2.5 از تیتانیوم برای جایگزینی فولاد برای کاهش وزن ساختاری استفاده می کنند. به عنوان مثال دیگر، هواپیمای شناسایی پرسرعت و ارتفاع بالا SR-71 ایالات متحده (پرواز شماره 3 ماخ، ارتفاع پرواز 26212 متر)، تیتانیوم 93 درصد وزن ساختار هواپیما را به خود اختصاص می دهد، به اصطلاح". ;تمام تیتانیوم" هواپیما هنگامی که نسبت رانش به وزن موتور هوا از 4-6 به 8-10 افزایش می یابد و دمای خروجی کمپرسور از 200-300 درجه سانتیگراد به 500-600 درجه سانتیگراد افزایش می یابد، دیسک ها و تیغه های کمپرسور اصلی کم فشار ساخته شده از آلومینیوم باید به جای آن از آلیاژ تیتانیوم استفاده کرد یا از آلیاژ تیتانیوم به جای فولاد ضد زنگ برای ساخت دیسک ها و تیغه های کمپرسور فشار بالا برای کاهش وزن ساختاری استفاده کرد. در دهه 1970، مقدار آلیاژ تیتانیوم مورد استفاده در موتورهای هوا به طور کلی 20 تا 30 درصد وزن کل سازه را تشکیل می داد. عمدتاً برای ساخت قطعات کمپرسور مانند فن های تیتانیوم آهنگری، دیسک ها و تیغه های کمپرسور، پوشش های کمپرسور تیتانیوم ریخته گری و واسطه ها استفاده می شد. کیس، محفظه یاتاقان و غیره. فضاپیما عمدتاً از مقاومت ویژه بالا، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر دمای پایین آلیاژهای تیتانیوم برای ساخت مخازن تحت فشار مختلف، مخازن سوخت، اتصال دهندهها، تسمههای ابزار، سازهها و پوستههای موشک استفاده میکند. ماهوارههای زمین مصنوعی، ماژولهای قمری، فضاپیمای سرنشین دار و شاتلهای فضایی نیز از قطعات جوش داده شده با ورق آلیاژ تیتانیوم استفاده میکنند.