TiAl合金憑借低密度、優異高溫強度及阻燃性，成為航空發動機鎳基高溫合金的理想替代材料，可顯著減重并降低污染排放，已在GE發動機渦輪葉片等關鍵部件應用。然而，其高度有序晶體結構導致本征脆性和原子擴散速率低下（較無序相低兩個數量級），嚴重抑制熱變形過程中的動態再結晶（DRX），造成熱加工窗口異常狹窄。傳統β穩定化元素（W、Mo等）合金化雖能通過形成高溫β相提升塑性，卻引發室溫βo相脆化及服役中βo→γ+?相變導致的顯微組織失穩，進而劣化抗蠕變性能。因此，規避β合金化缺陷并利用晶界工程突破熱成形瓶頸，對拓展TiAl合金應用至關重要。

近日，寶鈦股份與西工大團隊提出通過胞狀反應構建新型三相雙態（T-B）結構，成功突破TiAl合金熱成形極限。相較于傳統組織，T-B結構將DRX溫度降低至少250℃，首次實現800℃下60%工程應變的無裂紋壓縮變形（鈦鋁金屬間化合物領域創紀錄），并制備出0.8μm超細晶粒。機制研究表明：T-B結構中的類珠光體組織（PM）通過高位錯密度提供強應變硬化能力，在低溫條件下為DRX形核提供充足驅動力，促進超細晶形成；同時DRX有效消除應力集中，避免材料開裂。基于此，團隊開發出免β合金化的TiAl合金低溫熱成形新工藝（800–1000℃），不僅規避傳統β元素添加導致的脆化與蠕變風險，更顯著降低高溫氧化危害，為航空發動機核心部件制造開辟新路徑。

圖1. T-B結構800°C/10?³-10?? s^-1的熱壓縮變形行為及微觀組織演變

圖2. 新型T-B結構的熱變形特征

圖3. 新型T-B結構的動態再結晶機制

圖4. 一種TiAl合金的低溫熱成形工藝