钛合金因密度小、比强度高、耐蚀、耐高温、无磁、可焊、使用温度范围宽(-269℃~600℃)等优异性能，且能够进行各种零件成形、焊接和机械加工，在航空领域很快得到广泛应用。
1、军用飞机
20世纪50年代初，军机开始使用工业纯钛制造后机身的隔热板、机尾罩、减速板等受力较小的结构件。20世纪60年代，钛合金进一步应用到飞机襟翼滑轨、承力隔框、中翼盒形梁、起落架梁等主要受力结构件中。以美国F14战机为例，钛合金占F14战斗机结构重量的26%，使用钛制成的组件包括机翼结构、起落架部件、尾部结构，以及小型紧固件、弹簧和液压管等。
采用钛合金作机身材料有多方面优势：
1）替代钢和镍基高温合金可大大降低飞机质量；
2）能够满足飞机强度要求，与铝合金相比，60%左右质量的钛合金即可达到相同的强度。
3）耐腐蚀性良好，钛合金不需要表面防腐涂层或者镀膜。
4）与聚合物复合材料电化学相容性好。
5）限制空间内满足强度要求，例如，波音747的钛合金起落架梁。军用飞机方面，国外先进战机用钛量占机体结构总质量的25%左右。美国F-35战机钛用量达27%，F-22战机钛用量高达41%，其机身主承力梁和框架采用钛合金整体锻造而成，创造了迄今为止战斗机钛用 量的最高纪录。美国B1轰炸机和B2轰炸机钛合金用量分别为21%和26%。美国运输机用钛量也由早期服役的C5的6%增至C17的10.3%，俄罗斯伊尔76运输机用钛量更是达到了12%。
2、民航飞机
民航飞机方面，由于复合材料的大量使用，与复合材料相容性更好的钛合金用量也在逐步增长。空客飞机钛用量从第三代A320的4.5％增至第四代A340的6％，A380的用钛量增加到了10％，而A350客机的钛用量进一步提高到14％左右；波音飞机用钛量从最初波音707的0.5％逐渐增至波音747的4%，再到波音777的7％，波音787的用钛量已提高到15%左右，基本与空客飞机保持同步。俄罗斯的新型客机MS21钛合金用量占比高达25%，是目前民用运输机钛用量的最高纪录。
国内方面，军用歼击机从初始用钛量只有2%的歼8，逐渐增加至用钛量为4%的歼10，歼11用钛量增加到15%，歼20用钛量达20%。大型军用运输机运20的钛合金用量为10%，与美国先进的C-17运输机的钛合金用量相当。民用飞机上，商用客机ARJ21的钛合金用量 4.8%，而C919大型客机广泛采用钛合金，其用钛量已达到9.3%，主要用于机头、吊挂、尾翼、外翼和中央翼盒等。
3、应用材料
目前，在航空领域使用的钛合金材料主要有TC4(美Ti-64合金)、TC18、TC21、TA15、TB6(美Ti-1023合金)等。Ti-64钛合金是最早问世同时也是最经典的钛合金，其设计使用温度最高可达350℃。Ti-64不仅具有耐高温性，还具有十分优良的塑性加工性能，在航空航天领域广泛应用。
TC18具有较大淬透性，适合制造大型锻件。俄罗斯根据波音和空客等民机需求，在TC18合金基础上开发了Ti-55531钛合金。Ti-55531强度较高，而且具有优越的淬透性和更宽的加工窗口，已在A380飞机吊挂接头和起落架支柱等零件上使用。铸造钛合金方面，航空领域应用范围最广、用量最多的铸造钛合金是ZTC4钛合金。我国研制和生产的钛合金铸件中，ZTC4和ZTA15合金用量占80%。此外，国内常用的铸造钛合金还有ZTC3和ZTC6。ZTC3、ZTC6和ZTA15是航材院根据航空工业发展需求研制或仿制的高温铸造钛合金和高强铸造钛合金，在减轻飞机整体结构重量、满足高温和高载以及腐蚀环境要求、提高机体寿命等方面发挥重要作用。
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