钛合金是一种制造各类武器的好材料，用其制造武器不但质量轻、机动性好，而且坚实，经久耐用，永不生锈，不需要维护，适合于复杂地形和空降兵使用。用TC4(Ti-6Al-4V)钛合金制造迫击炮座板质量仅为高强度钢板制的质量的50%，迫击炮管也可以用钛合金制造，钛及钛合金是制备防弹衣、背心、头盔、枪管、炮架等的好材料。前苏联是制造全钛潜水艇的先驱，钛合金机关枪和手枪既轻巧又漂亮。钛和钛合金是制造常规武器的一类新材料。第二次世界大战后，美国陆军军械部就着手钛合金在兵器上应用的研发，沃特敦(Watertown，水城)兵工厂是其研发基地。20世纪80年代，美国每年在军械方面的用钛量就已达到约1500吨。
钛在大炮制造中的应用
美国在20世纪50年代就开始研究钛合金在M28型120mm大炮制造中的应用，这是一种无后坐力的炮，用的钛合金为α+β型的Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Fe-0.5Cu，其退火状态抗拉强度1098MPa，屈服强度1030MPa，伸长率13%，断面收缩率37%，布氏硬度34。此炮的炮管、药室、喷管与发射活塞等都是用此合金锻件及挤压材制造的。全炮仅重68kg，比钢炮轻36.4kg，减轻约34.9%，5个人即可扛走，从1961年开始装备步兵营、伞兵营、坦克营及机械化步兵营和空降师。该炮的优点：体积小、质量轻、威力大、更高的机动性和易于伪装。
后来，美国又用Ti-6Al-4V-2Sn合金制炮管、用Ti-6Al-4V、Ti-7Al-4Mo、Ti-5Al-1.5Fe-1.4Cr-1.2Mo合金制造药室、喷管和发射活塞，全炮质量49kg，4个人可轻松地背走。美国的T66型76mm炮架和尾架使用了约143kg钛合金，比钢制的轻93.4kg;用钛合金制的野战炮大架比钢制的轻42%。美国用工业纯钛板制的T227型81mm迫击炮座板质量仅约11kg，比钢制的约轻50%。另外，连接炮管和座板的炮塞也是用钛合金制的，他们在土地面和碎石地面上对该炮进行了数百发射击，效果良好。T227型81mm迫击炮连同座板的质量仅34kg，射程4500m，比钢制的M29型81mm迫击炮(质量42.3kg，射程3600m)轻20%，射程上升了，机动性提高了。
日本神户钢铁公司(Kobe steel)用Ti-6Al-4V合金制的迫击炮座板是用5mm和8mm厚的板焊的，并对焊接质量进行落锤试验，效果良好，完全达到标准要求。
中国用TA7合金板整体冲压100mm的迫击炮座板比钢板制的轻10kg，1981年设计定型，1983年投入批量生产，随后列装部队。用钛合金制造82mm空降迫击炮的炮身、底座和支架，比钢制的减轻16.6kg，1984年投入批产与列装。
2006年，美国推出的新式大炮——155mm的M777AI型榴弹炮，是一种使用大量钛材制造的地面作战系统，比其要取代的M198型火炮系统轻了约3150kg，几乎轻了一半。轻了不但便于运输，而且显著改善了火炮机动性，同时仍保持了火炮的射程和精度。
钛在其他装备中应用
早在1959年-1961年，美国就用Ti-6Al-4V和Ti-5Al-2.5Sn合金施压试制M-1型标准头盔，压成直径243.8mm的毛坯后，由于模具不适未施压为成品，后改用Ti-4Al-3Mn合金并采用爆炸成型工艺，轻松地制成了，质量0.794kg～1.02kg。在避弹效果方面，钛合金头盔与钢头盔等同，但钛头盔比钢盔轻0.45kg，戴起来方便与舒服得多。
美国制的钛合金防弹背心由1层厚2.54mm钛合金薄板和10层尼龙组成，质量约3.86kg，穿起来很方便，应对炮弹、手榴弹、地雷破片十分坚固，但对7.62mm的枪弹就力不从心了。后来又改用强度更高的钛合金，使头盔质量又下降了一些，只有2.95kg。
中国在20世纪70年代中期开始研发钛合金在兵器领域的应用，硕果累累。例如，用TC9合金制的反坦克导弹的舵机与架体，顺利地通过了靶试;用TC4合金制造的85式高射机枪制退器，效果良好;以精铸的ZTC4制退器代替用棒材机加工的，不但具有等同的性能，而且材料利用率由18%提高到94%，并节省了大量加工费用。用工业纯钛、Ti-3Al-2.5V或Ti-451合金制的轻型喷火器的射程超过70m，比钢制的轻3kg。
俄罗斯“联盟”152mm双管自行火炮的制退器为钛合金制的，在发射过程中两个炮管交替开炮，发射速度为每分钟15发～18发，具有发射速度快、火力强、越野机动性好、生存能力强等优点。
潜艇在海水中航行时，承受着巨大的压力，下潜得愈深，承受的压力愈大。全钛核潜艇的下潜深度为4500m，比一般潜艇的深得多，钛合金没有磁性，钛合金核潜艇不必担心磁性水雷攻击。
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