TiAl合金凭借低密度、优异高温强度及阻燃性，成为航空发动机镍基高温合金的理想替代材料，可显著减重并降低污染排放，已在GE发动机涡轮叶片等关键部件应用。然而，其高度有序晶体结构导致本征脆性和原子扩散速率低下（较无序相低两个数量级），严重抑制热变形过程中的动态再结晶（DRX），造成热加工窗口异常狭窄。传统β稳定化元素（W、Mo等）合金化虽能通过形成高温β相提升塑性，却引发室温βo相脆化及服役中βo→γ+ῳ相变导致的显微组织失稳，进而劣化抗蠕变性能。因此，规避β合金化缺陷并利用晶界工程突破热成形瓶颈，对拓展TiAl合金应用至关重要。

近日，宝钛股份与西工大团队提出通过胞状反应构建新型三相双态（T-B）结构，成功突破TiAl合金热成形极限。相较于传统组织，T-B结构将DRX温度降低至少250℃，首次实现800℃下60%工程应变的无裂纹压缩变形（钛铝金属间化合物领域创纪录），并制备出0.8μm超细晶粒。机制研究表明：T-B结构中的类珠光体组织（PM）通过高位错密度提供强应变硬化能力，在低温条件下为DRX形核提供充足驱动力，促进超细晶形成；同时DRX有效消除应力集中，避免材料开裂。基于此，团队开发出免β合金化的TiAl合金低温热成形新工艺（800–1000℃），不仅规避传统β元素添加导致的脆化与蠕变风险，更显著降低高温氧化危害，为航空发动机核心部件制造开辟新路径。

图1. T-B结构800°C/10⁻³-10⁻⁴ s^-1的热压缩变形行为及微观组织演变

图2. 新型T-B结构的热变形特征

图3. 新型T-B结构的动态再结晶机制

图4. 一种TiAl合金的低温热成形工艺