时效硬化铝合金通过时效能够显著提高铝合金的性能，但当温度升高时，晶粒粗化、相转变、溶解等，时效效果变差，因而很难满足工业应用。在铝合金中添加Sc能够显著提高铝合金的高温性能，但由于Sc价格昂贵，成本高，难以广泛应用。在铝合金中添加少量Mn和Fe虽然能够显著提高铝合金性能，并降低成本，但仍然难以达到添加Sc时的性能。本文通过添加微量Cd元素实现微合金化，从而提高铝合金高温性能（图1）。

图1

通过极少量添加Cd（0.05at%）即实现了α-Al(Mn,Fe)Si在铝合金基体中的弥散强化效果。Cd元素的添加可有效促进分散相的形核过程，从而实现了更高密度的强化相弥散，添加Cd元素后所得合金弥散相密度可达到原基体的两倍（如图2）。

图2

Cd元素的添加会在铝合金基体中形成极细（2nm）的富Cd纳米粒子（如图3），从而改变了合金弥散相（α-Al(Mn,Fe)Si）形核过程，使其形核过程由位错促进的非均相形核转变为由纳米富Cd粒子促进的更加均匀的形核过程。

图3

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