高铝钛合金指的是铝含量超过10%（质量分数）的特殊钛合金材料，这类合金在航空航天领域展现出独特优势。通过精确控制铝元素配比（通常在11-14%范围），能显著提升合金的比强度（可达800MPa以上）和耐热性能（工作温度650℃）。需要特别注意的是，这类材料在熔炼过程中容易出现偏析现象，必须采用真空自耗电弧炉（VAR）配合后续热等静压（HIP）处理才能保证组织均匀性。
从微观结构来看，高铝钛合金通常呈现α+β双相组织，其中铝元素主要固溶在α-Ti相中形成强化效果。特别是当铝含量达到临界值（约12.5%）时，会析出有序的Ti3Al相，这种金属间化合物能将材料蠕变抗力提升3-5倍。但过量铝（超过15%）会导致室温脆性增加，因此实际应用中需要平衡强度与塑性的关系，通常添加2-3%的锡或锆来改善加工性能。
在具体应用场景中，高铝钛合金的优异性能使其成为航空发动机压气机叶片（承受500-600℃气流冲刷）和航天器承力构件的首选材料。以典型的Ti-6Al-4V为例，其铝含量虽未达高铝标准，但改良型Ti-8Al-1Mo-1V（密度4.43g/cm³）已将使用温度上限提升了约150℃。当前研究热点集中在纳米氧化钇（Y2O3）弥散强化技术，可将合金的抗氧化温度推高至800℃以上。
制造工艺方面，高铝钛合金对热加工参数极为敏感。锻造温度区间通常控制在β相变点以下20 50℃（约950-980℃），变形速率不宜超过0.1s-1。近年来发展出的激光增材制造（激光功率300-500W）技术能有效解决传统铸造的偏析难题，成形件抗拉强度可提高15%且各向异性显著降低。这类材料的后续热处理也颇具特点，需要采用阶梯式冷却工艺（如800℃→600℃→400℃分段控温）来优化相组成。
