時效硬化鋁合金通過時效能夠顯著提高鋁合金的性能，但當溫度升高時，晶粒粗化、相轉變、溶解等，時效效果變差，因而很難滿足工業應用。在鋁合金中添加Sc能夠顯著提高鋁合金的高溫性能，但由于Sc價格昂貴，成本高，難以廣泛應用。在鋁合金中添加少量Mn和Fe雖然能夠顯著提高鋁合金性能，并降低成本，但仍然難以達到添加Sc時的性能。本文通過添加微量Cd元素實現微合金化，從而提高鋁合金高溫性能（圖1）。

圖1

通過極少量添加Cd（0.05at%）即實現了α-Al(Mn,Fe)Si在鋁合金基體中的彌散強化效果。Cd元素的添加可有效促進分散相的形核過程，從而實現了更高密度的強化相彌散，添加Cd元素后所得合金彌散相密度可達到原基體的兩倍（如圖2）。

圖2

Cd元素的添加會在鋁合金基體中形成極細（2nm）的富Cd納米粒子（如圖3），從而改變了合金彌散相（α-Al(Mn,Fe)Si）形核過程，使其形核過程由位錯促進的非均相形核轉變為由納米富Cd粒子促進的更加均勻的形核過程。

圖3

來源：FengQian, ShenbaoJin, GangSha, YanjunLi. Enhanced dispersoid precipitation and dispersion strengthening in an Al alloy by microalloying with Cd, Acta Materialia, 2018, 157, 114.