钛合金是以钛为基础加入其他元素形成的合金材料，其显著特点是具有优异的强度重量比（抗拉强度可达900MPa以上）和出色的耐腐蚀性能。这类金属材料通常含有铝（4-6%）、钒（2.5-4%）、钼（0.5-2%）等合金元素，通过精确的成分配比可以获得不同特性。特别值得注意的是，钛合金在海水和氯离子环境中的耐蚀性远超不锈钢，这使得其在海洋工程领域具有不可替代的优势。
从物理特性来看，钛合金的密度约为4.5g/cm³，仅为钢的60%左右，但强度却能达到某些合金钢的水平。其工作温度范围极宽（-250℃至600℃），在航空发动机压气机叶片等高温部件上表现尤为突出。需要重点关注的是TC4（Ti-6Al-4V）这类α+β双相合金，特别是其优良的综合性能使其成为应用最广泛的钛合金，约占全球钛合金用量的50%。
在制造工艺方面，钛合金的加工难度主要体现在高温活性强（1200℃以上易与氧氮反应）和导热性差（导热系数7-16W/m·K）两个特性上。这导致切削加工时容易产生加工硬化，通常需要采用低转速大进给的加工策略。目前先进的电子束熔融成型技术（EBM）和激光选区熔化技术（SLM）正在改变传统钛合金制造方式，能够直接成型复杂精密构件。
应用领域方面，航空航天仍是钛合金最大的消费市场，新一代客机如B787的钛合金用量已达15%。随着医疗植入物（弹性模量110GPa接近人骨）和化工设备的需求增长，未来五年全球钛合金市场预计保持6-8%的年增长率。近期研发的β型钛合金如Ti-5553（Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr）展现出更好的淬透性和成形性，正在拓展其在结构件上的应用潜力。
