鈦鋁合金是由鈦(Ti)和鋁(Al)組成的高性能金屬間化合物，具有出色的高溫強(qiáng)度和耐腐蝕性能。這類(lèi)合金通常包含15-50%的鋁含量(原子百分比)，其中最具代表性的是TiAl(γ-TiAl)和Ti3Al(α2-TiAl)兩種金屬間化合物相。需要重點(diǎn)關(guān)注的是其獨(dú)特的性能組合，特別是能在600-900℃高溫環(huán)境下保持優(yōu)異力學(xué)性能的特點(diǎn)，這使得它成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車(chē)渦輪增壓器葉片等高溫部件的理想材料。

從微觀結(jié)構(gòu)來(lái)看，鈦鋁合金呈現(xiàn)出典型的層狀結(jié)構(gòu)，這種特殊結(jié)構(gòu)使其同時(shí)具備較高的比強(qiáng)度(強(qiáng)度密度比)和良好的抗蠕變性能。相較于傳統(tǒng)鎳基高溫合金，鈦鋁合金的密度僅為3.9-4.2g/cm3，足足輕了約40%，這對(duì)需要減重的航空航天領(lǐng)域尤為重要。但同時(shí)也要注意到，這類(lèi)合金在室溫下的延展性(斷裂延伸率2-3%)相對(duì)較差，需要通過(guò)微合金化和熱處理工藝來(lái)改善。

在工業(yè)生產(chǎn)中，鈦鋁合金主要采用真空電弧重熔(VAR)或粉末冶金工藝制備，其中添加鈮(Nb)、鉬(Mo)、釩(V)等β穩(wěn)定元素可顯著提高合金性能。比如常見(jiàn)的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金，其高溫強(qiáng)度可達(dá)500MPa(750℃)。隨著近年來(lái)的技術(shù)進(jìn)步，通過(guò)定向凝固和熱機(jī)械處理等方法，已開(kāi)發(fā)出具有更高損傷容限的第三代鈦鋁合金，斷裂韌性提高到25-40MPa·m?，大大拓展了其應(yīng)用范圍。

從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，鈦鋁合金正逐步取代部分鎳基合金，特別是在低壓渦輪葉片、排氣閥和航天器熱防護(hù)系統(tǒng)等方面表現(xiàn)突出。通用電氣公司已在GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)上采用鈦鋁合金葉片，使發(fā)動(dòng)機(jī)減重約200kg。隨著制備工藝的不斷完善和成本降低，這類(lèi)材料在能源、汽車(chē)和化工等領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊，成為新一代輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料的重要選擇。