鈦在航天工業中的應用，主要利用其低密度、高強度、耐高溫、耐腐蝕等性能。

鈦在航天工業中應用也達到了減輕發射重量、增加射程、節省費用的目的，是航天工業的熱門材料。在火箭、導彈和航天工業中可用作壓力容器、燃料貯箱、火箭發動機殼體、火箭噴嘴套管、人造衛星外科、載人宇宙飛船船艙（蒙皮及結構骨架）、起落架、登月艙、推進系統等。

美國一級火箭發動機殼體材料廣泛使用的是Ti-6Al-4Ⅴ合金。使用該合金的還有：巨形圓筒狀的液體火箭容器；洲際彈道導彈、“民兵”導彈等多個球形和橢圓形的發動機殼體等等。另一方面，由于Ti-6Al-4VELI和Ti-5Al-2.5SnELI合金間隙元素特別是氧含量低，能在超低溫下使用，所以這些合金都用作火箭與導彈液態氫容器、“水星”宇宙飛船及“雙子星座”飛船的密封艙，以及在月球上著陸成功的“阿波羅(Apollo) ”宇宙飛船的主要結構件。

航天工業使用的鈦及鈦合金中除了使用了工業純鈦、Ti-6Al-4V、Ti-5AI-2.5Sn、Ti-6Al-4V ELI和Ti-5Al-2.5SnELI以外， 還使用了Ti-7Al-4Mo、Ti-3Al-2.5V、Ti-13V-11Cr-3Al、Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al及Ti/B-Al復合材料。

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