钛合金具有很高的韧性、延展性，特别是强度远远超过其他金属材料，可以制造出单位强度高、刚性好、质量轻的产品部件。钛合金首先被应用于航空，1953年，美国道格拉斯公司第一次把钛材应用于DC2T发动机吊舱以及防火壁上，取得了良好的效果。在航空航天领域，航空发动机的风扇、压气机、蒙皮、机身和起落架等部位最先使用钛合金作为关键材料，使得飞机整体减重约30%~35%。钛合金还成功应用于核潜艇的耐压壳体、海水管路系统、冷凝器和热交换器、排风扇的叶片、推进器和轴、弹簧、航母上的消防设备、螺旋桨、喷水推进装置、舵等船用部件。此外，由于钛合金具有良好的生物相容性、耐腐蚀性、力学性和加工性能，已经成为最适宜的生物医学金属材料，成功应用于人工膝关节、股关节、齿科植入体、牙根及义齿金属支架等，其中，医用植入物材料常用Ti6Al4V，Ti3Al-2.5V合金也因其有好的冷成型性、耐腐蚀及力学性能在临床上被用作股骨和胫骨的替换材料。近些年来钛合金被大量用于飞机上以代替铝合金，其原因就是由于钛合金的热稳定性好，高温强度高，在300~500℃下，其强度约比铝合金高10倍，工作温度可达500℃。对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优越的抗腐蚀能力，同时钛合金在潮湿的环境中以及海水介质中，对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力远超不锈钢。使用钛合金加工制作的产品还具有硬度高、熔点高、无毒、无磁等特性。
钛合金加工存在的难点：
（1）变形系数小：这在钛合金材料的切削加工中是一个比较明显的特征。在切削加工的过程中，切屑与前刀面接触的面积太大，切屑在刀具的前刀面上行程比一般材料的切屑要大的多，在这样长时间的行走会导致刀具磨损严重，而行走过程中还会发生摩擦导致刀具的温度升高。
（2）切削温度高：一方面前面提到的变形系数小会导致一部分的温度升高。而钛合金切削加工过程中切削温度高主要方面还是因为钛合金的导热系数非常的小，且切屑与刀具的前刀面的接触的长度短，在这些因素的影响下，切削过程中产生的热量很难传导出去，主要都存积在刀尖附近，造成局部温度太高。
（3）钛合金的热导率很低：切削产生的热量不易散出。钛合金的车削过程是一个大应力大应变的过程，会产生大量的热量，在加工时所产生的高热量不能有效扩散，同时刀具的切削刃和切屑的接触长度短，使热量大量聚集在切削刃上，温度急剧上升，刀刃软化，加快刀具磨损。
（4）钛合金的化学性能很大：高温下，钛合金很容易与刀具材料起反应加速了月牙洼的形成。但是钛合金的切削过程基本上是在高温下进行的。当切削温度高到一定的程度时，空气中的氮氧等分子与钛材料能够容易地产生化学作用，导致生成了一种脆硬表皮。而且在钛材料的切削过程中工件的已加工表面所发生的塑性变形导致了冷硬现象的产生，在工件材料的已加工表面发生硬化现象。这些现象都能够使得刀具的磨损加剧、钛材料的疲劳强度受到降低。
（5）刀具极易磨损：刀具的磨损是很多综合因素共同作用的结果，在钛合金材料的切削加工过程中，极易造成刀具的崩刃现象产生，钛材料在高温的条件下一般都表现出刀具材料之间化学亲和性比较强，还有就是高温下刀具与钛合金材料容易发生粘结现象，这些都导致刀具的使用寿命太短。所以钛合金材料的切削必须注意的两个方面，就是保持低的切削温度和提高刀具/被切削材料的刚度，涂层刀具就是一种提高刀具刚度的办法。