钛铝合金是由钛(Ti)和铝(Al)组成的高性能金属间化合物，具有出色的高温强度和耐腐蚀性能。这类合金通常包含15-50%的铝含量(原子百分比)，其中最具代表性的是TiAl(γ-TiAl)和Ti3Al(α2-TiAl)两种金属间化合物相。需要重点关注的是其独特的性能组合，特别是能在600-900℃高温环境下保持优异力学性能的特点，这使得它成为航空发动机和汽车涡轮增压器叶片等高温部件的理想材料。
从微观结构来看，钛铝合金呈现出典型的层状结构，这种特殊结构使其同时具备较高的比强度(强度密度比)和良好的抗蠕变性能。相较于传统镍基高温合金，钛铝合金的密度仅为3.9-4.2g/cm³，足足轻了约40%，这对需要减重的航空航天领域尤为重要。但同时也要注意到，这类合金在室温下的延展性(断裂延伸率2-3%)相对较差，需要通过微合金化和热处理工艺来改善。
在工业生产中，钛铝合金主要采用真空电弧重熔(VAR)或粉末冶金工艺制备，其中添加铌(Nb)、钼(Mo)、钒(V)等β稳定元素可显著提高合金性能。比如常见的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金，其高温强度可达500MPa(750℃)。随着近年来的技术进步，通过定向凝固和热机械处理等方法，已开发出具有更高损伤容限的第三代钛铝合金，断裂韧性提高到25-40MPa·m½，大大拓展了其应用范围。
从应用领域来看，钛铝合金正逐步取代部分镍基合金，特别是在低压涡轮叶片、排气阀和航天器热防护系统等方面表现突出。通用电气公司已在GEnx发动机上采用钛铝合金叶片，使发动机减重约200kg。随着制备工艺的不断完善和成本降低，这类材料在能源、汽车和化工等领域的应用前景将更加广阔，成为新一代轻质高温结构材料的重要选择。
