В условиях эксплуатации самолета на скоростях, соответствующих М=3 вследствие разогрева некоторых частей планера до 300°С, а также с целью обеспечения длительного ресурса эксплуатации с одновременным снижением веса, на Т-4 потребовались материалы и конструкции исключающие снижение прочности и обеспечивающие компенсацию температурных напряжений, вызванных неравномерным нагревом конструкции. Кроме того, вследствие нагрева обшивки планера требовалось разработать такие теплоизоляционные материалы, которые создавали бы нормальные температурные условия для экипажа. С учетом высоты полета и нагрева нужны были новые герметики для топливной и воздушной герметизации. Не менее сложным был вопрос разработки новых радиотехнических материалов. Это привело к созданию в широком масштабе новых нержавеющих сталей, сплавов титана, жаропрочных сталей и целой группы новых неметаллических материалов, а также лаков и клеев.
Балка из титанового сплава ВТ-22. (ОАО "ВИАМ")
Крепеж из титанового сплава ВТ-16. (ОАО "ВИАМ")
Начало работ по выбору материалов для изделия "100" следует отнести к середине 1966 г. На заседании координационной комиссии по "сотке" от 22 ноября 1966 г. под председательством заместителя министра А. Кобзарева было принято решение: "...обязать А.Т. Туманова (тогда начальника ВИАМа) и Н.С. Чернякова подготовить и утвердить до 5 декабря 1966 г. совместный план мероприятий, предусмотрев окончание первого этапа работ по выбору материалов в декабре 1966 г., и выдать предварительные рекомендации до 15 января 1967 г." Основными конструкционными материалами были определены титановые сплавы и стали.
В этот период наша металлургическая промышленность располагала разработанными в ВИАМе высокопластичными титановыми сплавами ОТ4-1 и 0Т4, жаропрочным конструкционным титановым сплавом ВТ20 с гарантированным уровнем прочности 900-950 МПа. Эти сплавы для ряда деталей не могли полностью заменить алюминиевые сплавы по своей весовой эффективности. Необходим был титановый сплав с более высокой прочностью. В ВИАМе был разработан титановый сплав ВТ22 нового класса (переходного) с прокаливаемостью в сечениях до 200 мм, обеспечивающий предел прочности 1100-1300 МПа.
Наряду с выбором и разработкой сплавов для самолета, где определяющими факторами были: характеристики прочности, жаропрочности, усталости, трещиностойкости большую роль играла технологичность нового материала - свариваемость, возможность применения химической обработки, пластичность при горячей и холодной деформации и многие другие технологические показатели.
Важнейшей проблемой являлась возможность изготовления различных полуфабрикатов из титановых сплавов в отечественной металлургической промышленности. Так, для изготовления переднего лонжерона крыла из титанового сплава ВТ22 потребовался слиток массой 4000 кг (вместо изготавливаемых в то время слитков массой 2000 кг). Прокатка заготовки для главного лонжерона могла быть осуществлена только на оборудовании черной металлургии. Более лёгкие лонжероны крыла делались сборными из профилей сплава ВТ22 с законцовкой. Технология получения таких полуфабрикатов была освоена впервые в отечественной практике с участием сотрудников ВИАМ и ВИЛС.
Мотогондола самолёта была выполнена из титанового сплава ВТ20 с использованием сварки плавлением и контактной сварки. Предполагалось, что для сплава не потребуется обязательный отжиг сварной конструкции для снятия остаточных напряжений. Такая технология в значительной мере оправдалась при создании изделия "100", что позволило существенно снизить трудоёмкость изготовления сварных конструкций.
Были закончены работы по изысканию технологии сварки титановых сплавов ВТ-22 в сочетании с ВТ-20 и ОТ-4 при участии ВИАМа и предварительные изыскания по исследованию коррозии титановых сплавов в соленой среде. Сплав был удостоен золотой медали ВДНХ СССР.
Совместно с ОКБ П.О. Сухого проводилось сравнительное изучение материалов ВТ-14 и ВТ-14М. Были испытаны элементы шпангоутов крепления центроплана крыла, изготовленные из этих материалов. Это позволило выбрать более пластичный материал ВТ-14М. Для этих материалов была опробована сварка плавлением ААрДЭС и ТЭС.