汽車的構成主要由發動機部分、車體及結構部分、傳動部分、排氣系統等。在汽車零件中用鈦可代替鐵基零件有發動機的連桿、擋圈、氣門及進氣閥、排氣閥、制動壓力管道密封圈、輪圈螺桿、吊彈簧等。

TC4鈦棒在汽車上的應用魅力不僅僅局限在某種特定部件的輕量化，還在于質量的減輕對周邊部件影響效果。TC4鈦棒的使用主要部位為發動機系統(閥門、閥簧及其承座、連桿、曲軸、變速箱、轉向齒條和小齒輪等)、底盤系統（彈簧、消音器、排氣裝置等）、車體系統（包括車輪的襯套及軸承、各種半軸、緊固件等）。TC4鈦棒在賽車上已大量采用，是因為在該領域成本不是問題，比賽的勝利才是商家追求的目標。

汽車工業用TC4鈦棒始于20世紀50年代中期，美國通用汽車公司1956年裝配了展覽用全鈦車身，即火鳥Ⅱ號，從此拉開了世界汽車用TC4鈦棒的序幕。

日本從20世紀60年代開始，最初使用TC4鈦棒是日產汽車R382。本田公司將TC4鈦棒應用于賽車上，但直到20世紀80年代后半期，才開始考慮把TC4鈦棒用到車輛的批量生產中。

進入20世紀90年代以來，隨著TC4鈦棒冶煉、熔鑄和加工技術的改進，特別是冷床爐熔煉的使用和鈦粉末冶金技術進步，很多低成本鈦合金研制成功。同時，隨著社會的進步，人們對汽車提出了減重、節能、減震、降低廢氣排放和提高性能的要求，因此，鈦在汽車中的應用迎來了良好的發展機遇。

1992年，在東京召開的第29屆國際汽車展覽會上展出了日本制造的TC4鈦合金車身和發動機。

1996年，美國Timet公司開發的鈦汽車排氣系統在國際鈦協會會議上展出，隨后克萊斯勒和GM公司制造出了鈦排氣系統樣機，進行了大規模生產評估。

日本1989～1998年10年汽車用TC4鈦棒669t,2002年一年達到600t。Timet認為，世界汽車用TC4鈦棒2008年將達到5000t。為此，他們成立了Timet汽車廠，專門生產汽車用TC4鈦棒等鈦合金及其零部件。

利用鈦合金棒制作汽車閥，不僅可減輕質量，延長使用壽命，而且可靠性高，還可節省燃油。最初采用的是成本較高的β鈦合金，而γ-TiAl的應用，使發動機最大速度提高了約10%。近年來，各汽車公司紛紛進行發動機閥用廉價鈦棒的開發，并有一部分已達到批量生產。鈦合金制作進氣閥開發的最大課題是耐磨性表面處理技術。TiN涂層、Mo注射層及Cr噴鍍等表面處理成本高、難以長時間維持其耐磨性，不適合大批量生產使用。最適宜的方法就是滲氧處理，即在鈦中固溶高濃度的氧，以提高其硬度。