TiAL合金主要应用于航空、航天发动机高温核心部件，取代原来密度较大的高温合金材料，以及钛合金材料。

美国GE公司于80年代末提出了Ti-4822 (Ti-(47-48)Al-2Cr-2Nb)合金，该合金是目前为止室温塑性最高、同时也是唯一在航空发动机领域规模化应用的TiAl合金，用于制造GEnx-1B引擎最后两级低压涡轮叶片，并成功在波音787飞机上得到应用。铸造TiAl合金虽然具有室温塑性高的优点，但强度不足、蠕变性能和抗氧化性能不高，因此其使用温度一般仅为650℃左右。

2008年前后至今，以奥地利莱奥本矿业大学为首、多家单位合作开发出一种新型TiAl合金：Ti-(43-44)Al-4Nb-1Mo-0.1B，即TNM合金。该合金添加Nb、Mo等β稳定元素，大幅提高合金高温强度和抗蠕变性能，而且由于大量亚稳β相的引入，该合金可以在常规热锻条件下进行变形。热机械处理后的TNM合金设计使用温度高达750℃。目前已经用于制备美国普惠公司PW1100发动机的低压涡轮叶片并成功通过A320首飞。

TiAl合金主要用于高性能汽车发动机涡轮增压器涡轮、排气阀等，取代高温合金。尤其是TiAl合金涡轮增压器涡轮，由于密度低、转动惯量小，可以大幅度减小涡轮迟滞时间，提升发动机性能。常用合金为Ti4822 (Ti-(47-48)Al-2Cr-2Nb)合金和45XD(Ti-45Al-2Mn-2Nb-0.8vol%TiB2)合金。