โลหะผสมไทเทเนียมมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์เนื่องจากมีความแข็งแรงจำเพาะสูง ซึ่งช่วยเพิ่มสมรรถนะและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของรถยนต์
(1) วาล์ว: วาล์วทำจากโลหะผสมไทเทเนียมถูกใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องยนต์รถยนต์เนื่องจากมีคุณสมบัติน้ำหนักเบาและความแข็งแรงสูง ตัวอย่างเช่น สหรัฐอเมริกามักใช้โลหะผสม Ti-6Al-4V ในการผลิตวาล์วไอดี และใช้โลหะผสม Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo ในการผลิตวาล์วไอเสีย บริษัทโตโยต้าในประเทศญี่ปุ่นใช้โลหะผสม Ti-6Al-4V/TiB สำหรับผลิตวาล์วไอดี และใช้โลหะผสม Ti Al Zr Sn Mo Nb Si/TiB สำหรับผลิตวาล์วไอเสีย
(2) ลูกสูบเชื่อมต่อ: ลูกสูบเชื่อมต่อที่ทำจากโลหะผสมไทเทเนียมสามารถลดน้ำหนักของเครื่องยนต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และช่วยเพิ่มสมรรถนะของรถยนต์ ตัวอย่างเช่น บริษัทฮอนด้า มอเตอร์ ของญี่ปุ่น ได้ใช้ลูกสูบเชื่อมต่อแบบตีขึ้นรูปจากไทเทเนียมในเครื่องยนต์เรซซิ่ง V-6 รุ่น NSX
(3) เพลาข้อเหวี่ยง: แม้ว่าปัจจุบันการใช้โลหะผสมไทเทเนียมในเพลาข้อเหวี่ยงจะยังมีไม่มากนัก แต่ประเทศญี่ปุ่นได้พัฒนาโลหะผสม Ti-3Al-2.5V เป็นพิเศษ ซึ่งได้มีการตรวจสอบแล้วในรถแข่งฮอนด้า แสดงให้เห็นว่าโลหะผสมไทเทเนียมสามารถลดน้ำหนักได้อย่างมีประสิทธิภาพและช่วยเพิ่มความเร็วของเครื่องยนต์
ระบบไอเสีย: การใช้โลหะผสมไทเทเนียมในระบบไอเสียสะท้อนให้เห็นถึงน้ำหนักเบาและความต้านทานการกัดกร่อนเป็นหลัก ตัวอย่างเช่น ท่อส่งกลับทำจากไทเทเนียมที่ใช้ในรถยนต์ Chevrolet Corvette Z206 รุ่นใหม่ ช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมและการกัดกร่อนที่รอยเชื่อม ซึ่งมักเกิดขึ้นกับท่อสแตนเลส ในขณะเดียวกันยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงและอัตราเร่งด้วย บริษัทฮอนด้าของญี่ปุ่นและอีกสี่บริษัทได้นำเอาท่อไอเสีย (ซิลเลนเซอร์) ที่ผลิตจากไทเทเนียมมาใช้กับรถยนต์ขนาดใหญ่และรถยนต์ขนาดกลางบางรุ่นแล้ว
ระบบลดแรงสั่นสะเทือน: สปริงโลหะผสมไทเทเนียมมีคุณสมบัติน้ำหนักเบามีความต้านทานการกัดกร่อนดี และมีโมดูลัสการเฉือนต่ำ ตัวอย่างเช่น โฟล์คสวาเกนของเยอรมนีได้ใช้สปริงเกียร์โลหะผสมไทเทเนียม Lupo FSI ในรถยนต์บางรุ่น สปริงโลหะผสมไทเทเนียมมีน้ำหนักเบากว่าสปริงเหล็กมากกว่า 60% สามารถปรับปรุงความถี่การสั่นพ้องและอายุการใช้งานของสปริงได้อย่างมีประสิทธิภาพ
โครงตัวถังรถยนต์: ใช้โลหะผสมไทเทเนียมในการผลิตโครงถังรถยนต์เนื่องจากมีคุณสมบัติความแข็งแรงสูงและมีความหนาแน่นต่ำ ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตรถยนต์ญี่ปุ่นใช้ท่อเชื่อมไทเทเนียมบริสุทธิ์ในการผลิตโครงถัง ซึ่งสามารถให้ความปลอดภัยที่เพียงพอ โครงถังรถจากโลหะผสมไทเทเนียมไม่เพียงแต่มีความแข็งแรงสูงและความเหนียวที่ดี แต่ยังมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างยอดเยี่ยม
อุปกรณ์ยึด: ใช้สลักเกลียวและอุปกรณ์ยึดตรึงจากโลหะผสมไทเทเนียมแทนสลักเกลียวและอุปกรณ์ยึดตรึงเหล็กกล้าแบบดั้งเดิม เนื่องจากมีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง ตัวอย่างเช่น สลักยึดรถยนต์จากโลหะผสม Ti-6Al-4V ที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีโลหะผงสามารถลดน้ำหนักได้อย่างมีประสิทธิภาพ
(1) เทอร์โบชาร์จเจอร์: โรเตอร์ของเทอร์โบชาร์จเจอร์ที่ทำจากโลหะผสมไทเทเนียมสามารถทำงานในแก๊สไอเสียที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 850 °C เป็นเวลานานโดยไม่สูญเสียสมรรถนะอย่างมีนัยสำคัญ
(2) ที่นั่งวาล์ว: ที่นั่งวาล์วจากโลหะผสมไทเทเนียมได้รับการใช้อย่างแพร่หลายในรถยนต์แข่งและรถสปอร์ต โดยส่วนใหญ่ผลิตจากโลหะผสม Ti-6Al-4V หรือ Ti-5Al-2Cr-1Fe