В конце сороковых годов правительство СССР поручает институту разработать материалы и системы их защиты от коррозии для работы в сильно агрессивной топливной среде ракетных двигателей. В предельно короткие сроки были разработаны аустенито-мартенситная сталь, легированная кремнием, и ингибитор топлива, которые были применены в двигателях РД-107, РД-108 для ракеты Р-7, которая вывела на околоземную орбиту первый искусственный спутник Земли. По словам разработчика, генерального конструктора академика В.П. Глушко, «создание ракетных комплексов было бы невозможным без материалов ВИАМ». Новые никелевые литейные и деформируемые жаропрочные сплавы обеспечили производство реактивных газотурбинных двигателей для советской авиации.

ВИАМ совместно с КБ С.П. Королева выполнил комплекс работ по разработке алюминиевых, магниевых и титановых сплавов и новых технологических процессов по созданию жаропрочных материалов и теплозащитных покрытий для космического корабля «Восток», запуск которого с летчиком-космонавтом Ю.А. Гагариным на борту открыл новую эру в покорении космоса.

Материалы ВИАМ обеспечили реализацию советского атомного проекта. В институте был создан специальный сплав циркония с ниобием для тепловыделяющих элементов атомных реакторов (ТВЭЛ), разработаны конструкции и технологии производства ТВЭЛ для первого промышленного атомного реактора и атомного двигателя ледокола «Ленин». Впервые освоена технология введения уранового топлива в графитовые стержни и выполнены работы по исследованию различных классов неметаллических материалов с целью оценки их стойкости к ионизирующим излучениям. Учеными ВИАМ совместно с институтом, возглавляемым академиком И.В. Курчатовым, были созданы центрифуги с увеличенной производительностью для получения ядерного топлива. Использование алюминиевого сплава В96Ц1 и применение для комбинированной оболочки центрифуг полимерных композиционных материалов позволило существенно расширить объем промышленного производства обогащенного урана 235.

Силовая установка ракеты Р-7 и двигатель РД-107

Первые работы по применению титана для авиации были выполнены в ВИАМ в 1934 г. В 1950-е гг. был получен первый титановый сплав и создана установка для литья титана. Институт разработал более полусотни титановых сплавов, которые серийно используются для техники различного назначения. Планер экспериментального ударно-разведывательного самолета Т-4 «Сотка», созданного ОКБ Сухого, изготовлен из титана. Применение титановых сплавов в космических кораблях «Астрон», «Луна», «Марс», «Венера» и других позволило существенно снизить массу конструкции этих аппаратов.

ВИАМ является пионером в области разработки неметаллических, полимерных и композиционных материалов, в том числе пенопластов, герметиков, материалов остекления и радиопоглощающих материалов, которые нашли широкое применение в конструкциях самолетов Ан-124, Ан-225, Ту-160, МиГ-29, Су-27, лопастей и планера вертолетов Ка-32, Ка-50, Ми-26, статорных и корпусных деталей газотурбинных двигателей, космических и ракетных комплексов и других изделий машиностроения, транспорта и строительства.

В 1982 г. за заслуги в создании и обеспечении материалами новых образцов техники ВИАМ был награжден орденом Октябрьской Революции.

В середине 1980-х гг. сотрудниками института успешно решена проблема существенного увеличения ресурса рабочих лопаток, возникшая при освоении в опытном и серийном производстве авиационных турбин двигателей III и IV поколений. Двигателями с повышенными ресурсными характеристиками были оснащены самолеты Ту-134, Ту-154, Ил-62М, Ил-76, Ил-86, МиГ-25, МиГ-29, МиГ-31, Су-24, Су-27, Ту-22М, Ан-22, Як-141, Ил-114, а также газотурбинные установки ГТН-16, ГГН-25, НК-12СТ для газоперекачивающих агрегатов. Также создано новое поколение монокристаллических сплавов, технология и оборудование для литья турбинных лопаток методом высокоградиентной направленной кристаллизации для производства двигателей самолетов МиГ-29, Су-27, МиГ-31, Су-30, Ил-86, Ту-204, Ил-96-300, Ан-70 и др.

Титановый Т-4	«Стальной» перехватчик МиГ-25