钛铼合金是一种以钛为基础添加铼元素形成的高性能金属材料，兼具两种金属的优异特性。这种合金在保持钛金属轻质（密度4.5g/cm³）和耐腐蚀优势的同时，通过铼元素(含量5-20wt%)的固溶强化作用显著提升了材料的高温强度，其持久使用温度可达650℃。需要特别关注的是，铼的加入使合金的再结晶温度比纯钛提高了约200℃，这对航空航天领域的耐热部件至关重要。
在微观结构方面，钛铼合金会形成稳定的β相固溶体，其晶格常数随着铼含量的增加呈现线性变化(从纯钛的a=2.95Å到含20%铼时的3.02Å)。这种结构特征使得材料在高温下仍能保持优异的抗蠕变性能，800℃时的蠕变速率可控制在10^-8/s量级。特别是当铼含量超过15%时，合金会形成有序的Ti3Re相，这种析出相能有效钉扎位错运动。
从加工性能来看，钛铼合金虽然室温延伸率较纯钛有所降低(约15-20%)，但其热加工窗口较宽，最佳锻造温度区间为950-1100℃。需要注意的是，该合金对冷却速率敏感，通常采用分级冷却工艺以避免产生脆性ω相。现代制备技术如电子束熔炼(真空度10^-3Pa)能有效控制杂质元素含量，将氧含量控制在0.15wt%以下。
在实际应用领域，钛铼合金凭借其比强度高达380MPa·cm³/g的优势，已成为航空发动机压气机叶片和航天器热防护系统的关键材料。最新研究还发现，含12%铼的合金在生物相容性测试中表现出色，其细胞存活率超过95%，这为未来医疗植入物应用开辟了新方向。随着3D打印技术的发展，该合金的复杂构件成型精度已达到±0.05mm的水平。
