铝化钛

铝化钛（化学式TiAl），俗称伽马钛，是一种金属间化合物。 它重量轻，抗氧化和耐热，但延展性低。 γ-TiAl的密度约为4.0 g/cm3。 它可用于多种应用，包括飞机、喷气发动机、运动器材和汽车。 TiAl 基合金的开发大约始于 1970 年。大约从 2000 年开始，这些合金才开始用于这些应用。

铝化钛主要有三种金属间化合物：γ钛铝化物（γTiAl、γ-TiAl）、α2-Ti3Al和TiAl3。 三者中，γTiAl 受到的关注和应用最多。

Gamma TiAl 在高温（超过 600 °C）下具有出色的机械性能和抗氧化和耐腐蚀性，这使其有可能替代飞机涡轮发动机中的传统镍基高温合金部件。

TiAl 基合金具有提高飞机发动机推重比的潜力。 发动机的低压涡轮叶片和高压压缩机叶片尤其如此。 它们传统上由镍基高温合金制成，其密度几乎是 TiAl 基合金的两倍。 一些伽马铝化钛合金在 1000°C 时仍能保持强度和抗氧化性，这比传统钛合金的工作温度极限高 400°C。

通用电气将伽马钛铝用于其 GEnx 发动机的低压涡轮叶片，该发动机为波音 787 和波音 747-8 飞机提供动力。 这是 2011 年投入使用的商用喷气发动机首次大规模使用这种材料。TiAl LPT 叶片由 Precision Castparts Corp. 和 Avio s.p.a 铸造。 Stage 6 和 Stage 7 LPT 叶片的加工由 Moeller Manufacturing 执行。 正在探索使用增材制造为 GEnx 和 GE9x 发动机生产伽马 TiAl 叶片的替代途径。

2019 年，欧米茄海马系列腕表的全新 55 克轻量化版本问世，其表壳、后盖和表冠均采用伽马铝化钛，并采用 Ti 6/4（5 级）钛合金表盘和机械装置。 这款腕表的零售价为 37,240 英镑，是基本款 Seamaster 腕表的九倍，可与配备月相复杂功能的铂金表壳xxx腕表相媲美。

TiAl3 的密度最低为 3.4 g/cm3，显微硬度最高为 465–670 kg/mm2，即使在 1 000 °C 下也具有最佳的抗氧化性。 然而，TiAl3在工程和航空航天领域的应用受到其较差的延展性的限制。 此外，环境温度下延展性的丧失通常伴随着断裂模式从韧性穿晶向脆性沿晶或脆性解理的变化。 尽管已经开发了许多增韧策略来提高其韧性，但加工质量仍然是一个难以解决的问题。 近净形制造技术被认为是制备此类材料的最佳选择之一。