第8章TiAl系金屬間化合物

1金屬間化合物新材料孔凡濤材料科學(xué)與工程學(xué)院哈爾濱工業(yè)大學(xué)2第八章Ti-Al系金屬間化合物31、緒論Ti和A1由于具有低密度和良好的機械性能，是航空航天廣泛使用的材料。早在上世紀50年代，鈦的鋁化物就得到了廣泛的重視。在Ti-A1二元系中主要有Ti3A1、TiA1、TiA12、TiA13四個金屬間化合物相。其中有三個化合物得到了廣泛的研究和重視：Ti3A1、TiA1、TiA13。Ti-A1系金屬間化合物中作為高溫材料有應(yīng)用和發(fā)展價值的是A3B和AB型合金Ti3Al和TiAl。目前，在Ti3Al基礎(chǔ)上研究的Ti2AlNb金屬間化合物得到了重視。4

航空、航天、車輛、艦船等發(fā)動機性能的不斷提高對高溫結(jié)構(gòu)材料的性能提出了新的要求：即“更強、更剛、更耐熱和更輕”。常規(guī)的高溫合金不僅密度高，其使用溫度也已接近目前先進航空發(fā)動機各主要零部件的使用極限。迫切需要發(fā)展高比強、高比模和綜合性能良好的輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料。

TiAl、Ti3Al、Ti2AlNb基金屬間化合物合金正是順應(yīng)此種需求而快速發(fā)展起來的。56美國NASA在研航天飛機X33

美國NASA在研航天飛機X37

7892、TiAl金屬間化合物

隨著航空、航天技術(shù)以及汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，各種新型飛行器的飛行距離和飛行速度的提高，對輕質(zhì)、高強、耐熱材料及其精密成形技術(shù)提出了越來越高的要求。

γ-TiA1基合金具有許多突出特點，例如：密度低；具有高的比強度和比彈性模量；在高溫時仍可以保持足夠高的強度和剛度；具有良好的抗蠕變及抗氧化能力等等。

TiA1基合金成為航天、航空及汽車用發(fā)動機耐熱結(jié)構(gòu)件極具競爭力的材料，因此，TiA1基合金的發(fā)展一直受到世界各國研究者的關(guān)注和重視。

10

在應(yīng)用方面具體主要體現(xiàn)在三個方面：TiAl合金具有高彈性模量，用TiAl合金制成的高溫結(jié)構(gòu)件能夠承受更高頻率的振動；TiAl合金比重小，600℃-800℃具有良好的高溫強度和抗蠕變能力，有潛力替代密度大的Ni基超合金作為一些部件的材料；TiAl合金具有很好的阻燃性能和抗氧化性能，與Ni基超合金相當，可以替代價格昂貴的阻燃性Ti基合金部件。

11室溫塑性低；成形性差；難以加工成結(jié)構(gòu)部件；對于1000℃以上使用的高溫部件具有相對較低的高溫強度；拉伸強度、塑性與斷裂/蠕變抗力具有反常關(guān)系；800℃以上的抗氧化性能不足。

上述缺點是限制和阻礙TiAl基合金發(fā)展和應(yīng)用的瓶頸之一。為了解決這些關(guān)鍵技術(shù)難題，必須相應(yīng)的研究一系列的基礎(chǔ)理論及加工技術(shù)問題。

存在的問題12目前主要發(fā)展的幾代TiAl合金ClassComposition(at%)1stGenerationTi-(46~48)Al-2(Cr,Mn)-(0~2)Nb-(xB)2stGenerationTi-(46~47)Al-(0~2)Cr-2Nb-xMn-(0~0.2)B-(0~0.2)CK5AlloysTi-(45.5~46)Al-(0~2)Cr-3Nb-0.2W-(0.1~0.3)B-(0~0.4)C-(0~0.2)SiEmergingTi-45Al-(5~10)Nb-(0~0.2)B-(0~0.2)C-(0~0.2)SiFutureTi-(44~46)Al-(4~8)Nb-(0~0.6)(W,Hf)-xB-(0~0.8)(C,Si)13c/a≈1.01FcTetragonalc/a≈0.8Hexagonal14TiA1合金組織控制

微觀組織控制包括：片層組織含量；晶粒尺寸；層片間距；

α2、γ的體積百分比；晶界控制；

γ相晶格參數(shù)；

B2相含量形態(tài)。15TiAl基合金顯微組織取決于合金成分、冷卻速度及加工方法。通常，鑄態(tài)TiAl基合金的凝固組織為粗大的柱狀晶。將鑄態(tài)和熱加工態(tài)的鋁含量在46-48at%Al范圍內(nèi)TiAl基合金在不同溫度區(qū)間進行熱處理，可得到四種典型的室溫顯微組織：全層片狀組織(FL)；近層片狀組織(NL)；雙態(tài)組織(DP)；近γ相組織(NG)。16粗大的柱狀晶17冷卻速度的影響

不同的冷卻速度同樣制約著TiAl基合金的顯微組織結(jié)構(gòu)，隨著冷卻速度由小到大α相的分解產(chǎn)物可以得到全片狀組織、針狀組織、γM+(α2+L)組織和α組織等。18晶粒細化

獲得細化的TiAl基合金晶粒主要方法有以下幾種：（1）采用流變鑄造（rheocasting）工藝；（2）采用特殊的熱加工方法，如熱機械處理（TMT），熱機械加工（TMP）；（3）

采用粉末冶金、機械合金化等技術(shù)；（4）

采用特殊熱處理技術(shù)，如循環(huán)熱處理；

（5）添加β相穩(wěn)定元素，通過熱處理時β相釘扎在α相界上來抑制α晶粒生長，如K5合金（Ti-46.5Al-2Cr-3Nb-0.2W）；（6）控制合金元素組成，如降低TiAl基合金的鋁含量，添加B、TiB2、C、N、稀土（RE）等添加晶粒細化劑；

19AlloysFormGrainsize,μmTi-50Al-2Cr-2Nb-1BButton270Ti-49Al-2Cr-2Nb-1BIngot240Ti-48Al-2Cr-2Nb-1BIngot200Ti-47Al-2Cr-2Nb-1BIngot120Ti-47Al-2Cr-2Mn-0.8vol.%TiB2(XD)Slab100Ti-45Al-2Cr-2Mn-0.8vol.%TiB2(XD)Slab50Ti-47Al-1Cr-1Mn-2TaIngot220Ti-47Al-2Nb-1Cr-1W-1BIngot210Ti-46Al-5Nb-1W-1BIngot300Ti-44Al-5Nb-1W-1BButton40Ti-46Al-8Nb-1BIngot150Ti-44Al-8Nb-1BIngot60鑄態(tài)TiAl基合金的晶粒尺寸

20層片間距細化

TiAl基合金層片間距大小主要依賴于鋁含量、合金組成和冷卻速度。由下圖可以看出層片間距隨冷卻速度增加而降低，隨Al含量增加而增加。21熱處理對顯微組織的影響

22TiA1合金顯微組織-性能的關(guān)系TiAl基合金的力學(xué)性能對微觀組織結(jié)構(gòu)非常敏感：典型的TiAl基合金顯微組織中雙態(tài)組織有最好的塑性，但斷裂韌性和蠕變抗力較差；近片層組織有最好的強度，并有一定的塑性；全片層組織晶粒大，強度低，塑性差，但有優(yōu)良斷裂韌性和蠕變抗力；近γ相組織由于各方面性能都較低，已很少有專門研究。

目前，通過微觀組織結(jié)構(gòu)控制達到改善TiAl基合金各項性能的研究已經(jīng)成為研究重點。23改善TiA1合金室溫塑性的方法

通過組織控制來改善TiAl基合金的室溫塑性的途徑有:（1）控制合金成分，使Al含量在46at%-49at%范圍內(nèi)，引入少量α2-Ti3Al相，形成雙相TiAl合金組織。富鋁的單相合金幾乎沒有室溫塑性，因此控制合金成分，引入少量α2相，形成富鈦的雙相TiAl合金，以此來提高塑性。當鋁含量控制在46-49at%左右時，雙相TiAl合金具有較好的塑性變形能力。

24合金成分的影響25(2)細化合金的晶粒尺寸，獲得亞微米級或者納米級的晶粒，從而獲得較好的室溫塑性；TiAl基合金晶粒尺寸與室溫塑性的關(guān)系26（3）控制等軸γ相、α2相及層片組織的含量。研究雙相TiAl合金組織中層片體積百分數(shù)對塑性影響的規(guī)律表明，當層片體積L與塊狀γ相體積Lγ間的比值（L/Lγ）為0.3-0.4時，可以獲得最佳的塑性。另外，雙相合金中的α2相與γ的體積比應(yīng)控制在5%-20%范圍內(nèi)，若α2相過多（﹥20vol%）將導(dǎo)致合金塑性降低，這是由于α2相與γ相相比更脆造成的。

27（4）改進合金的成形方法：通過熱機械處理（如等溫鍛造、熱擠壓等方法）和隨后的熱處理控制材料的最終顯微組織；采用定向凝固技術(shù)、快速凝固技術(shù)以及HIP技術(shù)改善合金的顯微組織。（5）提高合金純度、減少有害相的存在。TiAl合金中的雜質(zhì)元素（如O等）對其鍵價極性有非常重要的影響，研究表明，不同純度的金屬煉制的二元TiAl合金的室溫塑性可以相差數(shù)倍。（6）通過添加V、Cr、Mn等合金元素，減小γ相的單胞體積或軸比。28（7）降低環(huán)境脆性。TiAl合金的環(huán)境脆性是由于試樣表面的Ti原子或Al原子與環(huán)境（大氣）中的水汽發(fā)生以下反應(yīng)：xM+yH2O→MxOy+2yH(M=Ti，Al)

反應(yīng)生成的原子氫通過擴散滲到裂紋尖端，促進裂紋擴展造成的，其實質(zhì)是環(huán)境氫脆。TiAl合金環(huán)境脆性可以通過添加合金元素以及控制α2相含量等方法得到改善。（8）在基體中加入塑性粒子或塑性纖維。在TiA1基合金基體中加入塑性粒子或塑性纖維，發(fā)展以TiA1合金為基的復(fù)合材料，以此來提高室溫塑性。29屈服強度與層片間距的關(guān)系近似為：

屈服強度與晶粒尺寸及層片間距的Hall-Petch關(guān)系

屈服強度與晶粒尺寸一般滿足如下關(guān)系：30室溫和800℃層片間距對Ti-47Al-2Cr-2Nb合金屈服強度的影響曲線

由此可知，對于具有細層片的TiA1基合金來說，通過控制層片間距來提高屈服強度要比細化晶粒尺寸更顯著.31斷裂韌性與層片間距的Hall-Petch關(guān)系

研究表明，TiA1基合金斷裂韌性K1C、Kmax與層片間距也滿足Hall-Petch關(guān)系，具體如下：

式中K0可定義為內(nèi)稟K1C，k是Hall-Petch常數(shù)。斷裂韌性隨層片間距的降低而增加被認為是由于穿過層片的滑移-孿生所需應(yīng)力增加而引起的。但當TiA1基合金的晶粒尺寸小于裂尖塑變區(qū)尺寸時，晶界對斷裂韌性的影響將超過層片間距的作用，這時斷裂韌性與層片間距的Hall-Petch關(guān)系不再存在。32TiA1合金性能的平衡

TiAl基合金拉伸強度、室溫塑性與斷裂韌性/蠕變抗力具有相反關(guān)系，提高塑性和強度，會降低斷裂韌性及蠕變性能，從而不能獲得性能的平衡。通過優(yōu)化合金組織，具有以下組織特征的合金有較好的綜合性能：組織類型為全片層組織；

α2/γ的平均體積分數(shù)在0.05-0.25之間；

晶粒尺寸（GS）在50-250μm范圍內(nèi)；

層片間距（λ）在0.05μm-0.5μm范圍內(nèi)；

具有鋸齒狀晶界。

33TiA1合金高溫性能

3435TiAl合金的合金元素及其作用

TiAl基合金組成

合金化是改善TiAl合金室溫塑性、強度、蠕變性能、高溫性能、斷裂韌性以及抗氧化能力的重要途徑。TiAl基合金的成分可以用下式表示：

Ti-(44-51)Al-(1-10)M-(0-1)N

式中M代表Nb、Cr、Mn、V、Ni、

W、Ta、Mo、Zr等副族元素，N代表Si、C、B、O、N等主族元素。36Al含量對二元TiAl合金性能的影響

37微合金化及合金化元素的作用（1）V、Mn、Cr、Mo、B、Sn、Ni、Y，這類合金元素可以提高合金的塑性。

V、Mn、Cr占據(jù)鈦鋁相中鋁的亞點陣，可提高鈦原子電子云分布的對稱性，降低TiAl單胞體積有利于提高合金塑性，但對抗氧化性有害；Mo可提高細晶合金的塑性；B元素對合金組織有顯著的細化作用；Sn除有細化組織作用外，還可以使片層尺寸均勻、減小晶胞體積；Ni改變變形亞結(jié)構(gòu)，可提高單相γ合金的塑性；C也可提高單相γ合金的塑性，但卻會降低雙相合金的塑性。

38（2）Nb、Cr、W、Mo、Ta、Si、P、Sb，這類合金元素可以提高合金的抗氧化性。雖然低含量的Cr對抗氧化性不利，但大于8at%的Cr含量可極大地改善合金的抗氧化能力；Nb、W、Mo、Ta元素在提高合金抗氧化性能同時不會對合金的塑性產(chǎn)生明顯負作用；Si可形成以TiAl為基Ti5Si3為第二相的共晶類組織，該組織具有優(yōu)良的抗氧化性能；

P元素可降低TiAl基合金的氧化速率，Sb元素可以促進TiAl基合金表面形成Al2O3薄膜，皆可提高合金的抗氧化能力。

39（3）Si、Er、Nb、W、Ta、C、N、O，這類合金元素可以提高合金的抗蠕變性能。在改善蠕變性能的同時，有些元素也會產(chǎn)生不利的影響，例如Ta會增加合金的熱裂敏感性；氧含量增加時會顯著降低合金塑性，實驗證明對于雙相Ti-48Al合金，當O含量從0.08wt.%降低到0.037wt.%時，合金的延伸率由2.0%提高到2.7%。（4）Cr、C、N，這類合金元素可以提高合金的斷裂韌性。加C、N后由于固溶強化、彌散強化的作用而使合金的斷裂韌性提高。

40（5）Nb、Mo、B、Y，這類合金元素可以提高合金的強度。Nb可提高合金的高溫強度，隨Nb含量增加（最高可達20at%），合金熔點提高，擴散和層錯能降低，高溫組織穩(wěn)定性極大提高從而達到提高使用溫度的目的，但添加Nb合金化后會導(dǎo)致TiAl基合金斷裂韌性有所降低。（6）W、Si、Nb，這類合金元素可以提高合金的組織穩(wěn)定性。（7）W、C、N，這類合金元素可以提高合金的顯微硬度。

41TiAl合金的抗氧化性

TiAl合金在850℃以上的抗氧化能力不足，這是由于合金表面不能形成連續(xù)的Al2O3保護層，而是形成結(jié)構(gòu)疏松的TiO2層或者TiO2+Al2O3的混合層。

因此，促進形成連續(xù)的Al2O3保護膜，抑制TiO2氧化層是提高TiAl合金抗氧化能力的重要方法。4243有三種不同的方法提高TiAl合金的抗氧化能力：(1)添加合金元素有利元素如：Nb、Si、Mo、W、C、B、Cl、Br、P等。Cr含量一般超過12%時有利，低于6％時有害。(2)預(yù)氧化采用Cr/Cr2O3混合粉末在純氧流動氣氛下對TiAl合金預(yù)氧化和Hf合金化使得TiAl合金的抗氧化能力明顯改善。通過在空氣中氧化Ti-50Al合金，然后磨去表面的TiO2，使內(nèi)部的Al2O3成為最外層來達到提高TiAl合金抗氧化的目的。(3)涂層目前可以同時獲得最佳力學(xué)性能和抗氧化能力的一種最有希望的措施是采用表面改性技術(shù)，特別是涂層技術(shù)。已開發(fā)的沉積工藝多種多樣，比如埋粉法、濺射、CVD、離子注入、磁控濺射、等離子噴涂、EB-PVD、侵蝕等。44近年來研究的TiAl合金的主要涂層系統(tǒng)及制備技術(shù)45acTi3Al-α2c/a≈0.8Hexagonal3、Ti3Al金屬間化合物46合金成分: Ti-24Al-14Nb-3V-(0~0.5)Mo(at%)(TAC-1) Ti-23A1-17Nb(at%)（TAC-1B)比重為4.8~4.9g/cm3長時間使用溫度為600~700℃。與Ni基高溫合金相比,可減重45%。47Ti3Al-Nb合金的偽二元相圖48Ti-23Al-17Nb合金高溫動態(tài)拉伸性能4910μm10μm10μm50超塑性試樣實物(a)未變形板狀樣(b)δ=413%920℃,(c)δ=766%940℃,(d)δ＝1129%

960℃,51Ti-22Al-XNb合金的垂直截面圖

（三高一低）高屈服強度高蠕變抗力高斷裂韌性低缺口敏感4、Ti2AlNb金屬間化合物525354Ti2AlNb合金具有如下缺點：1.Ti、Al、Nb的熔點、密度和蒸氣壓等物理量相差很大，Ti2AlNb基合金熔化困難；2.Ti2AlNb基合金為有序單相組織時，顯微組織一般比較粗大，材料的室溫塑性比較低；3.Ti2AlNb基合金的相結(jié)構(gòu)和相轉(zhuǎn)變過程復(fù)雜，對熱處理工藝具有敏感性；4.Ti2AlNb基合金高溫抗氧化性能還有待提高。以上缺點阻礙了Ti2AlNb基合金的實用化步伐，必須對Ti2AlNb基合金做進一步的理論性研究。551)Ti2AlNb基合金的成分通常在Ti-(18~30)Al-(12.5~30)Nb(at%)之間

;2)當Nb含量小于25%(at%)時，在β/B2+O+α2三相區(qū)熱處理得到三相合金，稱為第一代O相合金，名義合金成分主要有Ti-25Al-17Nb、Ti-21Al-22Nb以及Ti-22Al-23Nb，其相組成為α2+β/B2+O;3)Nb含量大于等于25%(at%)時，在β/B2+O兩相區(qū)熱處理得到的B2+O相合金稱為第二代O相合金，其名義合金成分主要有Ti-22Al-25Nb、Ti-22Al-27Nb。Ti2AlNb基合金的成分、相組成及性能56Nbβ的穩(wěn)定元素，提高合金的塑性Mo、V促進O相形成，提高合金強度、蠕變性能和室溫塑性Ta代替合金部分Nb,有利于合金組織優(yōu)化,降低合金密度Si具有較強的固溶強化作用,Si提高合金在650℃~700℃的抗氧化性能,提高蠕變性能Zr提高合金的蠕變性能O、N降低合金塑性W提高合金的綜合力學(xué)性能,改善合金的抗氧化性,可提高合金700℃以上的蠕變性能Al/Nb高的Al/Nb比，Ti2AlNb基合金抗氧化性能得到提高H促進O相的形成合金元素對Ti2AlNb基合金性能的影響

57不同成分的Ti3Al、Ti2AlNb基合金室溫屈服強度和塑性

58典型的Ti2AlNb基(O相)合金成分Ti-22Al-23Nbat%Ti-23Al-25Nbat%Ti-22Al-25Nbat%Ti-22Al-27Nbat% Ti-22Al-24Nb-3Taat%Ti-22Al-20Nb-7Taat%59100μma)100μmb)兩合金鑄態(tài)顯微組織

(ISM)a)Ti-23Al-25Nb合金;b)Ti-23Al-25Nb-0.36Y合金舉例1：Ti-23Al-25Nb合金60合金的壓縮性能AlloysCompressivestrength/MPaYieldstrength/MPaCompressibility/%Ti-23Al-25Nb175471629Ti-23Al-25Nb-0.36Y19817903361舉例2：Ti-22Al-xNb合金板條組織等軸組織雙態(tài)組織Ti-22Al-20Nb-7Ta合金三種典型組織形貌62Ti-22Al-20Nb-7Ta合金三種組織的拉伸性能比較強度，MPa拉伸伸長率，％板條組織等軸組織雙態(tài)組織63Testingtemperature/℃Ti-22Al-25Nbσb/MPaσ0.2/MPaδ5/%RT11501020103001060870116508708001575071549015Ti-22Al-27Nbσb/MPaσ0.2/MPaδ5/%11601050101120975138758201483768713Ti-22Al-20Nb-7Taσb/MPaσ0.2/MPa/δ5/%13201200912601100101080985139708408.5三種成分的Ti2AlNb基合金雙態(tài)組織的室溫和高溫拉伸性能典型數(shù)據(jù)

Ti2AlNb合金性能64

（a）(b)23Nb27Nb3Ta7Ta27Nb3Ta7Ta65(a)(b)Ti-22Al-25Nb

合金在650℃不同時間暴露后室溫（a）和650℃(b)拉伸性能變化Ti2AlNb合金長時穩(wěn)定性66Testingtemperature（℃）Exposingtime(h)σb(MPa)σ0.2(MPa)δ5(%)ψ(%)RT0118010409.413.5100113010307.012200114010406.510500115010406.510.765009658601434100920810112520092083013265009208301323.5Ti-22Al-25Nb合金在650℃長時暴露后的室溫和650℃拉伸性能Ti2AlNb合金長時穩(wěn)定性67Ti-22Al-25Nb合金的恒溫氧化動力學(xué)曲線

Ti-22Al-25Nb合金的抗氧化性68組織均勻性問題距邊緣5mm距邊緣10mm中心處695、Ti-Al系金屬間化合物的制備TiAl金屬間化合物；Ti3Al金屬間化合物；Ti2AlNb金屬間化合物。三種金屬間化合物制備工藝基本一致。70

目前已有多種熔煉方法被成功地應(yīng)用于材料的制備:凝殼感應(yīng)熔煉(inductionskullmelting)真空電弧熔煉(vacuumarcmelting)電子束熔煉（electronbeammelting）等離子束熔煉(plasmamelting)

這四種熔煉方法都采用了真空及水冷坩堝技術(shù)。

Ti-Al系金屬間化合物的熔煉71ALD水冷銅坩堝真空熔煉（ISM）爐72300公斤Ti2AlNb合金制備73Ti-Al系金屬間化合物的成形

成形方法：鑄錠冶金技術(shù)(如擠壓、鍛造、軋制、板材成型等等)粉末冶金技術(shù)(包括模壓和擠壓燒結(jié)等等)精密鑄造技術(shù)等74鑄錠冶金合金錠熱加工（鍛造、擠壓）軋制成形粉末冶金HIP技術(shù)合金元素粉末凝固，HIP或HP坯料近凈成形熱處理，熱噴涂合金鑄造合金鑄造離心鑄造近凈成形HIP成形工藝75Ti3Al基合金鑄件7677Ti3Al基合金具有良好的工藝性能鍛造（開坯、二次鍛、坯件終鍛）軋制（熱軋板材、冷軋箔材）超塑成型連接工藝（電子束焊、激光焊、氬弧焊、擴散連接）78Ti3Al基合金冷軋箔材79Ti2AlNb合金的坯件a）軋制環(huán)坯

b)熱模鍛葉片坯件

c)旋壓坯件

80Ti2AlNb板材制備合金寬1米薄板軋制現(xiàn)場軋制的寬板81汽車排氣閥門82低壓渦輪機葉片，安裝在CF6-80C2型商業(yè)用途運輸航行器發(fā)動機進行了1000次模擬飛行循環(huán)的考核，結(jié)果TiAl合金葉片完整無損83turbinewheelcastingproduced84粉末冶金TiAl合金汽車排氣閥門85鑄軋技術(shù)

鑄軋工藝過程示意圖

但是，鑄軋技術(shù)制備TiAl合金板材仍然存在一些不易解決的缺點，比如，在鑄軋過程中容易引入較高的氧含量，氧含量可以高達2500wt.ppm，對于氧含量極其敏感的TiAl合金來說，過高的氧含量將對其性能產(chǎn)生嚴重的影響。

86粉末冶金活化加工技術(shù)

RPM技術(shù)有效地避免了脆性TiAl合金的變形加工過程，是一種低成本的TiAl合金板材制備工藝。

但是由于采用粉末冶金技術(shù)，一方面粉末顆粒中含有氬氣，導(dǎo)致熱致氣孔率高，另一方面，氧含量的控制較難，因此限制了TiAl合金板材的超塑性成型。

87鑄錠冶金-包套軋制技術(shù)

鑄錠冶金-包套軋制技術(shù)通常是先進行熔煉鑄造出TiAl合金錠材，隨后采用熱等靜壓和均勻化退火處理消除鑄錠中的微孔洞和成分偏析等組織缺陷，經(jīng)過以上處理后的TiAl合金，在一定溫度和應(yīng)變速率條件下，采用一次或多次包套熱鍛來細化鑄造組織，通常包套熱鍛的變形量要求達到80%以上。細化后的TiAl合金采用包套熱軋，在α+γ兩相區(qū)軋制成板材。

88疊層Ti箔/Al箔的軋制復(fù)合-高溫擴散技術(shù)

大阪府立大學(xué)井上博文等人研究了利用現(xiàn)有的軋制設(shè)備，將疊放的Ti板和Al板軋制復(fù)合，然后進行以固相擴散為目的的熱處理，以獲得具有TiAl/Ti3Al層片狀組織的TiAl合金板材。