به علت داشتن استحکام به چگالی بالا، مقاومت به خوردگی خوب، مقاومت به خستگی و رشد ترک، مقاومت دما بالا بدون خزش، از آلیاژهای تیتانیوم به طور وسیعی در صنایع هوافضا، هم در هواپیما هم قطعات موتوری استفاده می شود. در هواپیماهای مسافربری تجاری، فن، کمپرسورهای فشار پایین و تقریبا ⅔ کمپرسورهای فشار بالا از آلیاژهای تیتانیوم ساخته می شود. به علت هزینه بالای تولید، آلیاژهای تیتانیوم بیشتر در هواپیماهای نظامی به کار می رود تا هواپیماهای تجاری. به عنوان مثال تقریبا 42% وزن ساختاری جنگنده F-22 از تیتانیوم بوده در حالی که بوئینگ 757 تنها حاوی 5% تیتانیوم می باشد.
مقاومت به خوردگی عالی تیتانیوم آن را به عنوان فلزی با ارزش در صنایع شیمیایی و پتروشیمی مانند تولید لوله، مبدل های حرارتی، فیلترها و ... مطرح کرده است. همچنین در صنایع کاغذ سازی و تهیه خمیر کاغذ که در معرض هیدروکلرایت سدیم خورنده و گازهای مرطوب کلراین قرار دارد نیز از آن استفاده می شود. به علت مقاومت عالی در برابر آب شور، تیتانیوم در شفت پروانه ای کشتی به کار برده می شود.
به علت آن که این فلز با بدن انسان زیست سازگار است، رشد قابل توجهی در کاربردهای پزشکی تیتانیوم رخ داده است مانند ساخت ایمپلنت های بدنی و دندانی و دریچه قلب. مدول الاستیک پایین تیتانیوم نسبت به فولاد زنگ نزن با استخوان های بدن انسازی بیشتر تطبیق داشته که موجب می شود در دوره های زمانی طولانی کمترین اعوجاج ایجاد شود.
همچنین در صنایع ورزشی هم مثل راکت تنیس، چارچوب دوچرخه، اسکی و... نیز استفاده می شود.
تقریبا 95% کانی تیتانیوم به دی اکسید تیتانیوم تصفیه شده و به عنوان رنگدانه در صنایع رنگ، کاغذ، خمیردندان و پلاستیک استفاده می شود.
مزایای تیتانیوم و آلیاژهای آن عبارتند از:
خواص تیتانویم ترکیبی از استحکام بالا، چقرمگی، چگالی پایین و مقاومت به خوردگی در دماهای بسیار پایین تا دمای بالا است. این خواص در صنایع هوافضا و کاربردهای ویژه دیگر به طور گسترده به کار می رود.
وزن اتمی تیتانیوم 47.88 است. تیتانیوم سبک، محکم، مقاوم به خوردگی و در طبیعت فراوان است. تیتانیوم و آلیاژهایش استحکام کششی از 30000 تا 200000 psi یا 210-1380 MPa دارند که این استحکام با بسیاری از فولادهای آلیاژی برابری می کند.
تیتانیوم عنصری با چگالی پایین است (چگالی آن %60 چگالی آهن است). این فلز می تواند با آلیاژسازی یا پروسه های تغییر شکل استحکام یابد. تیتانیوم غیر مغناطیسی است و خواص انتقال حرارت خوبی دارد. ضریب انبساط حرارتی تیتانیوم کمتر از فولاد و کمتر از نصف آلومینیوم است.
یکی از خواص مفید تیتانیوم، نقطه ذوب بالای 1725 درجه سانتی گراد آن است. این نقطه ذوب 400 درجه فارنهایت بالاتر از دمای ذوب فولاد و 2000 درجه فارنهایت بالاتر از دمای ذوب آلومینیوماست.
تیتانیوم می تواند پسیو (روئین) باشد. در نتیجه درجه بالایی از مقاومت در برابر حملات اسید های معدنی و کلراید از خود نشان می دهد. تیتانیوم غیر سمی است و به طور کلی با بافت ها و استخوان های بدن سازگاری دارد. مقاومت به خوردگی عالی وسازگاری با بدن انسان در کنار استحکام بالا، تیتانیوم و آلیاژهایش را در صنایع پتروشیمی، شیمیایی، محیط های دریایی و کاربرد های ایمپلنت انسانی پر کاربرد کرده است.
تیتانیوم هادی الکتریسیته خوبی نیست. اگر هدایت الکتریکی مس 100% فرض شود، هدایت الکتریکی تیتانیوم حدود 3.1% است. به همین دلیل تیتانیوم در جاهایی که هدایت الکتریکی نیاز است استفاده نمی شود. برای مقایسه، فولاد ضد زنگ هدایت الکتریکی 3.5% و آلومینیوم 30% هدایت الکتریکی دارد.
مقاومت الکتریکی در مقابل هدایت الکتریکی است. در نتیجه می توان گفت، تیتانیوم مقاومت خوب الکتریکی است.
