TiAl基合金研究现状
γ-TiAl金属间化合物的密度仅为镍基高温合金的1/2左右，而高温力学性能却与之相近，因此是一种很有应用前景的高温结构材料[1-5]。作为结构材料使用的TiAl系金属间化合物主要有三种：α2-Ti3Al、γ-TiAl和δ-TiAl3，其中综合性能最好的是γ-TiAl合金，目前普遍认为它完全有潜力替代700~990℃上使用的镍基高温合金，可以使航空发动机构件重量减轻约1/2，因而引起广泛重视，成为TiAl合金研究中的焦点。
γ-TiAl基合金具有良好的物理和机械性能，与普通的钛合金和高温合金相比具有明显的优势（表1-1）。表1-1给出了Ti-Al系金属间化合物（α2-Ti3Al和γ-TiAl）的主要高温性能。可见除塑性外，Ti-Al系金属间化合物的各方面性能均高于Ti合金，特别是γ-TiAl的密度小（仅有3.9g·cm-3，不到Ni基超合金密度的一半（8.3g·cm-3）），其它性能又与之接近，这对于航空材料有十分重要意义。由于共价键的作用使与扩散有关的高温性能，如蠕变、持久强度和断裂韧性等性能都得到改善，同时作为铝化合物γ-TiAl还具有优异的抗高温氧化性能和耐腐蚀性能，所以γ-TiAl金属间化合物是很有潜力的高温结构材料。
表1-1 γ-TiAl基合金与2-Ti3Al基合金、Ti基合金、超合金的性能比较
性能
Ti-基
2-Ti3Al基
γ-TiAl基
Ni-基
密度, g/cm3
4.54
4.15-4.7
3.76-3.9
8.3
模量, GPa
96-110
110-145
207
蠕变极限, ℃540
730
1038
1090
氧化极限, ℃590
705
1038
1090
室温延性, % 15
2.4
1-3
3-10
高温延性, %/℃15-50
10-20/660
20-80/870
900℃模量，GPa -
90-110
140
140-150
疲劳寿命, Hr （270MPa/760℃）
-
20
75-260
60
拉伸强度, MPa
480-1200
800-1140
450-700
1250-1450
屈服强度, MPa
380-1150
700-900
400-630 800-1200
