未来航空飞行器对钛合金的需求应该是兼具更高强度、更高韧性、更高损伤性能、更高耐高温性能等。钛合金材料应用发展方向将是：新型高超强度结构钛合金、高性能的损伤容限型钛合金、低成本抗疲劳钛合金、新型高温结构钛合金、先进TiAl基材料、钛基复合材料等方面。

现代飞行器对结构减重的需求越来越迫切，除钛合金材料外，复合材料在飞行结构上也得到了大量应用。波音787飞机复合材料用量达到了50%，空客A380复材用量也达到了25%。就目前来讲，复合材料还不能全面替代金属，金属材料还不可或缺。钛合金与碳纤维增强的复合材料弹性模量匹配、热膨胀系数相近；并具有很好的化学相容性，不易发生电位腐蚀。F-18“大黄蜂”的翼身接头曾采用了钛合金接头零件与复合材料蒙皮阶梯形粘接的设计。经过数年的服役考验，该项设计的可靠性得到了验证。伴随复材用量的增长，钛合金材料用量也将进一步增加。

从近年来的开源信息可知，美国对下一代飞机结构材料的要求是更轻质G效、成本可控。按照2006年币值计算，F-22的单机成本约为3.61亿美元。F-35 Z初成本目标为3500万美元，后增至1.38亿美元。在庞大的成本开支中，钛合金制造成本高是一个不可忽视的因素。低成本钛合金是用Fe、O等元素代替比较昂贵的V、Mo等元素。美国Timetal公司采用廉价的Fe-Mo中间合金形式添加Fe元素，代替价格昂贵的V元素，开发出了一种高强度低成本的β型钛合金Timetal-LCB，目标是替代价格较贵的Ti-10V-2Fe-3Al合金。

钛合金焊接、近净成形、冷成形等也是提高材料利用率、降低工艺成本的有效方式。电子束焊接、激光焊接等先进焊接技术，已在国内的一些型号上得到了成功应用。北航、西工大等一批激光成形团队，在钛合金新技术应用方面取得了不错的成绩。

在新型高温钛合金研究方面，国内曾在英国IMI829的550℃高温钛合金和美国的600℃的Ti-1100高温钛合金的基础上，分别添加不到1%的稀土元素Gd和Y元素，通过形成稀土氧化物，净化晶界、细化晶粒，提高了合金的强度、蠕变和持久性能。TA12（Ti55）是中科院金属所与宝钛集团、北京航空材料研究院共同研制的一种近α型高温钛合金，设计使用温度为550℃。目前，Ti55材料相对成熟，稳定的使用温度范围为550℃～600℃。Ti65材料的设计使用温度为600℃～650℃，相应的研究工作正在有序开展中。

近年来国外把采用快速凝固/粉末冶金技术、纤维或颗粒增强复合材料研制钛合金作为高温钛合金的发展方向，使钛合金的使用温度可提高到650℃以上。中科院金属所研发的钨芯钛基复合材料，已经在一定范围内得到了应用。

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