钛及钛合金在航天工程上的应用始于1955 年,美国的火箭发动机壳体材料广泛使用了钛合金.钛合金还广泛用于各种结构件."阿波罗"宇宙飞船共有约50 个压力容器,其中85% 是用钛制成.大力神Ⅲ过渡级发动机,改用钛合金推进剂贮箱后重量减轻35%."阿波罗"号宇宙飞船的托架、夹具和紧固件均用钛制成,共使用68 吨钛材.航天工程用的压力容器中也使用了大量的钛材,使用最多的是Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn.导弹的弹头上也使用了钛合金.美国大多采用辐射冷却式发动机喷管,这种喷管的一部分用钛合金制造.

美国生产的Ti3Al 基钛合金Ti-21Nb-14Al 和Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo 钛箔已制成导弹尾翼和燃烧室喷管密封片等.美国的超高声速载人飞行器的热防护系统采用了Ti1100 钛合金作为防热瓦,火箭运载器X-33 采用钛合金作为其机身背风面大面积防热系统材料.其中β21S(Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si)已被美国国家宇航局确定用于美国国家航空航天飞机的机身和机翼壁板.美国的高科技公司采用粉末冶金方法生产各种导弹武器用的钛合金部件.采用超塑成形技术制造钛合金导弹外壳,推进剂贮箱等,不但减轻了重量,而且减少费用30% ~ 40%.