高鋁鈦合金指的是鋁含量超過10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的特殊鈦合金材料，這類合金在航空航天領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢。通過精確控制鋁元素配比（通常在11-14%范圍），能顯著提升合金的比強(qiáng)度（可達(dá)800MPa以上）和耐熱性能（工作溫度650℃）。需要特別注意的是，這類材料在熔煉過程中容易出現(xiàn)偏析現(xiàn)象，必須采用真空自耗電弧爐（VAR）配合后續(xù)熱等靜壓（HIP）處理才能保證組織均勻性。
從微觀結(jié)構(gòu)來看，高鋁鈦合金通常呈現(xiàn)α+β雙相組織，其中鋁元素主要固溶在α-Ti相中形成強(qiáng)化效果。特別是當(dāng)鋁含量達(dá)到臨界值（約12.5%）時，會析出有序的Ti3Al相，這種金屬間化合物能將材料蠕變抗力提升3-5倍。但過量鋁（超過15%）會導(dǎo)致室溫脆性增加，因此實(shí)際應(yīng)用中需要平衡強(qiáng)度與塑性的關(guān)系，通常添加2-3%的錫或鋯來改善加工性能。
在具體應(yīng)用場景中，高鋁鈦合金的優(yōu)異性能使其成為航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)葉片（承受500-600℃氣流沖刷）和航天器承力構(gòu)件的首選材料。以典型的Ti-6Al-4V為例，其鋁含量雖未達(dá)高鋁標(biāo)準(zhǔn)，但改良型Ti-8Al-1Mo-1V（密度4.43g/cm3）已將使用溫度上限提升了約150℃。當(dāng)前研究熱點(diǎn)集中在納米氧化釔（Y2O3）彌散強(qiáng)化技術(shù)，可將合金的抗氧化溫度推高至800℃以上。
制造工藝方面，高鋁鈦合金對熱加工參數(shù)極為敏感。鍛造溫度區(qū)間通常控制在β相變點(diǎn)以下20 50℃（約950-980℃），變形速率不宜超過0.1s-1。近年來發(fā)展出的激光增材制造（激光功率300-500W）技術(shù)能有效解決傳統(tǒng)鑄造的偏析難題，成形件抗拉強(qiáng)度可提高15%且各向異性顯著降低。這類材料的后續(xù)熱處理也頗具特點(diǎn)，需要采用階梯式冷卻工藝（如800℃→600℃→400℃分段控溫）來優(yōu)化相組成。
