铝锂钛合金是一种通过特定工艺将铝、锂、钛三种金属元素复合而成的高性能材料，在航空航天领域具有不可替代的地位。这类合金最显著的特征是实现了密度降低（约2.5-2.8g/cm³）的同时，还能保持较高的比强度（抗拉强度可达483-580MPa），这种特性使其成为减轻飞行器重量的理想选择。特别是钛元素的加入，有效改善了传统铝锂合金热稳定性不足的缺陷，使其在200-300℃工作环境下仍能保持良好机械性能。
从微观结构来看，铝锂钛合金的性能优势源于其独特的析出强化机制。当锂含量控制在1.0-3.0%（质量分数）范围内时，合金中会形成弥散分布的Al3Li强化相，而钛元素（通常添加0.1-0.5%）则能细化晶粒尺寸至5-15μm，这种双重强化作用使材料兼具优异的抗疲劳性能（循环寿命较普通铝合金提升3-5倍）和断裂韧性（KIC值可达30-40MPa·m¹/²）。需要重点关注的是，这类合金在焊接过程中容易产生气孔缺陷，通常需要采用搅拌摩擦焊等特殊工艺来保证连接质量。
在实际应用中，铝锂钛合金展现出多方面的技术优势。其弹性模量（70-80GPa）比传统铝合金高出约10%，这意味着在相同载荷条件下构件变形量更小。同时，该材料具有出色的耐腐蚀性能，在盐雾试验中的腐蚀速率不超过0.002mm/a，这主要归功于钛元素促进表面形成致密氧化膜的特性。目前波音787和空客A350等先进客机的机身蒙皮、翼梁等关键承力部件都大量采用这类合金，可减重15-20%并显著提升燃油效率。
随着材料科学发展，铝锂钛合金正朝着多功能化方向演进。最新研发的第三代产品通过引入微量Sc（钪）元素，使室温延伸率提升至8-12%，同时保持了550MPa级的高强度。值得注意的还有其在低温环境下的卓越表现，在-196℃液氮温度下冲击韧性仍能维持室温水平的85%以上，这使得该材料在航天器燃料贮箱等领域具有广阔应用前景。
