經過對鋁合金熱處理原理和常見缺陷的系統講解，相信大家對鋁合金在退火、淬火和時效中的組織演變已經有了初步的了解。本篇，我們將聚焦于鋁合金中的主要合金元素與雜質元素，探討它們在鋁基體中的作用機理及對材料性能的影響。無論是可熱處理強化合金還是不可熱處理合金，元素的添加量與分布都會直接決定鋁合金的力學性能、耐蝕性、工藝可行性和服役壽命；而雜質元素則可能帶來意想不到的危害或微妙的強化效果。通過對這些元素的定量認識和合理調控，才能進一步提升鋁合金在實際生產和應用中的質量與競爭力。
根據美國鋁業協會制定的，現在廣泛使用的合金體系，變形鋁合金和鑄造鋁合金都可以分為可熱處理強化(可析出硬化)和不可熱處理強化(對于變形鋁合金，為固溶與加工硬化強化機制共同強化)鋁合金。為表明合金所處狀態和強化機制，變形鋁合金和鑄造鋁合金還可采用狀態代號進行說明。
狀態代號簡要介紹如下:
1)通過固溶強化的非時效強化鋁合金，采用加工狀態代號“F”或退火狀態代號“0”表明合金所處狀態。變形固溶強化合金可以進一步通過加工硬化(狀態代號“H”)來提高強度。
2)通過析出強化的時效硬化鋁合金，采用狀態代號“T”表明合金所處熱處理狀態。
表1 可熱處理強化鋁合金的狀態代號及其說明
在商用鋁合金中，提高強度的主加合金元素有銅、鎂、錳、硅和鋅，附加合金元素有鐵、鋰、鈦、硼、鋯、鉻、釩、鈧、鎳、錫、鉍等。圖1 所示為由合金元素構成的鋁合金系列。通過熱處理或固溶強化(通常與加工硬化相結合)可實現鋁合金的強化。
圖1 按鋁合金中的主加合金元素對鋁合金分類
1. 添加含量與相變特征
在鋁合金中，鉻的質量分數一般不超過 0.35%。如果超過這一范圍，合金可能發生包晶反應，形成極粗大的初生相 Al?Cr。商用合金中的其他合金元素和雜質元素往往會降低鉻在鋁基體中的溶解度，使得 Al?Cr 在包晶反應中更易析出或殘留；因此，不同合金及雜質水平下，鉻的上限含量需要綜合評估與把控，以防止形成不利的粗大初生相。
2. 對合金組織的影響
晶粒細化與抑制再結晶：
在鑄造與變形過程中，鉻能夠與基體或其他元素反應形成細小的顆粒相或彌散相，起到抑制晶粒長大和再結晶形核的作用。這些微米級或亞微米級的顆粒相在不可熱處理強化鋁合金（例如 5xxx 系）有助于細化晶粒、提高強度；在可熱處理強化鋁合金（6xxx、7xxx 系）中，則有助于控制晶粒尺寸并減緩再結晶速度，提升組織穩定性。
形成細小彌散相：
鉻在鋁中的擴散速度較慢，可在錠坯或變形過程中形成極細小、均勻分布的彌散相。例如，在 5xxx 合金的預熱過程中會形成面心立方的 Al??Mg?Cr?顆粒；在 7xxx 系中，則會形成成分更接近 Al??Mg?Cr 的彌散相。這些彌散相能夠進一步抑制結晶形核與晶粒長大，并阻止再結晶過程中的晶界移動，保證合金在熱加工及熱處理中的組織穩定性。
3.對合金性能的貢獻與不足
提升強度與組織穩定性：
不可熱處理強化合金（如 5xxx 系）中少量添加鉻能細化晶粒、提升強度；可熱處理強化合金（如 6xxx、7xxx 系）中適度含鉻可以在保證再結晶抑制的同時，兼顧變形與力學需求。
增強淬火敏感性：
對于可熱處理強化合金，鉻顆粒可能成為析出相的形核核心，從而增加強化相在這些顆粒表面或周圍的析出傾向，導致合金在淬火時更易出現二次析出，進而提升淬火敏感性、降低高溫固溶效果。因此需在合金設計和工藝制定時平衡鉻含量與淬火速度，以減少不利影響。
銅
1. 基本特征與二元鋁-銅合金體系
銅在鋁基體中具有相對較高的固溶度并能帶來顯著的析出強化效果，因此被視為鋁合金中最重要的合金元素之一。鋁-銅二元體系是研究最深入、最典型的析出強化范例，圍繞其時效特性和相變過程已開展了大量研究工作。然而，純粹的二元鋁-銅合金在商業用途上并不多見；大多數商用鋁-銅合金同時含有其他元素以進一步提升力學性能、可加工性和耐蝕性。
2. 商用鋁-銅合金與含量區間
通常，商用鋁-銅合金中銅的質量分數約為 2%~10%，形成變形鋁合金（2xxx 系）或鑄造鋁合金（2xx.x 系）的核心合金體系。實際上，許多可熱處理強化合金（如部分 6xxx、7xxx 系）也會添加一定量的銅來增強強化效果。根據合金中其他成分的不同，當銅質量分數處于 4%~6% 范圍時，對鋁合金的綜合強化作用最為顯著，既能明顯提升強度，又不會過度損害塑性或抗蝕性。
圖3 高純度變形鋁-銅合金的拉伸性能注:薄板試樣寬13mm(0.5in)寬，厚1.59mm(0.06in)。0-退火;W-固溶水淬后立即測試;T4-固溶水淬后，在室溫下時效;T6-在 T4后高溫時效。
3. 與其他合金元素的協同作用
多元素配合的必要性
單純的二元 Al-Cu 合金在某些場合雖可展示出可觀的時效強化能力，但隨著工業需求的多元化，合金中常需引入鎂、錳、硅、鋅等元素，以兼顧加工性能、強度、疲勞壽命和耐蝕性等多重指標。
添加鎂（Mg）的優勢
在鋁-銅合金中引入適量鎂后，固溶淬火及隨后的時效處理對合金強度可帶來更大幅度的提升。對于某些變形鋁合金而言，在室溫時效條件下還能同時兼顧較好的強度和塑性；若采用人工時效（較高溫度保溫），則可進一步推高強度水平，但塑性相應降低。實踐表明，僅加入質量分數約 0.05% 的鎂，即可有效強化鋁-銅合金的時效反應，使其擁有更高的硬度和強度潛力。
**狀態與時效制度
在具有一定 Cu、Mg 含量的鋁合金中，不同的熱處理制度（T4 自然時效或 T6 人工時效）會導致截然不同的組織演變與性能表現。通常在 T4 態下，材料兼具良好塑性與中等強度；在 T6 態中，由于析出強化相更充分，合金強度達到峰值，但塑性和延伸率可能下降，需要根據應用環境和工程要求進行平衡。
4. 強化機制與應用價值
典型應用
航空航天：以 2xxx 系為代表，用于飛機結構件、火箭燃料貯箱（如 2219）等場合，對高比強度和加工可行性有較高要求；
機械制造與交通：含 Cu 的鋁合金常被制成高強板材、鍛件或鑄件，用于車輛底盤和傳動結構；
其他高強需求領域：結合微量 Mg 或 Zn 后，合金可獲得更佳的強度-塑性組合，廣泛應用于工業裝備、精密機電等領域。
鐵
1. 添加含量與常見范圍
鐵一般以雜質元素或微量添加形式存在于鋁合金中。在冶煉制取電解鋁或生產氧化鋁的過程中，鐵不可避免地殘留，并在實際生產中通常控制在 1% 以下的低水平。鋁-鐵二元合金體系的共晶點約為 w(Fe)=1.8%，共晶溫度為 655℃（1211℉）；但由于鐵在鋁中的**固溶度僅在 0.05% 附近，且在大多數多元合金里會因與其他元素的相互影響而降至 0.01% 或更低。對于鑄造合金（尤其是 Al-Si 系），若鐵含量偏高，易析出大量粗大的富鐵相，通常并不受歡迎；但在某些特定合金中也會利用微量鐵來實現特定的性能需求。
2. 對合金組織的影響
由于鐵在鋁基體中的固溶度十分有限，在凝固和熱處理過程中常會生成多種富鐵化合物或亞穩相。最典型的平衡相是 AlFe 或 AlFe?（具體化學式隨相圖而異），在中速或快速凝固時會出現如 FeAl?、Fe?Al? 等亞穩相。若合金同時含有硅、錳等元素，還可能析出 α 相（Al(Fe,Mn)Si 系）或 β 相（化學計量上常見 Al?FeSi 或 Al?Fe?Si?）等三元或多元化合物。這些富鐵相在鑄造鋁合金（尤其是 Al-Si 系）中往往呈粗大板狀或針狀，易造成鑄件脆性與強度損失；但在變形合金或特殊高溫合金中，適度存在的細小富鐵相能夠起到晶粒細化或高溫穩定性強化等積極作用。
3. 對合金性能的貢獻
小量固溶或彌散分布的鐵通常會使鋁合金在常溫及中溫下的強度和抗蠕變性能略有提高，并在一定程度上增進壓鑄過程中對“焊合”現象的抑制。然而，富鐵相若偏多或尺寸過大，會導致塑性、韌性以及疲勞性能下降。尤其在可熱處理強化鋁合金中，如果缺乏足量硅與鐵結合形成 α 相，多余的鐵與銅結合生成 CuFeAl 相，將減少時效強化所需的過飽和銅含量，從而降低合金在時效處理下的強度。反之，在特定合金體系（如 Al-Cu-Mg 或 Al-Cu-Ni）中添加少量鐵卻可增強高溫強度、減少熱處理時的形變量，并改善某些軸承性能和尺寸穩定性。
4. 與其他合金元素的協同效應
圖4 鐵和硅作為雜質元素對鋁的抗拉強度和屈服強度的影響
鎂
1. 添加含量與常見范圍
鎂主要應用于鋁-鎂合金（5xxx 變形系與 5xx.x 鑄造系），均屬于不可熱處理強化鋁合金，依賴固溶強化和形變強化來提升力學性能。當前，變形鋁-鎂合金中鎂的質量分數一般不超過 5.5%，鑄造鋁-鎂合金則可達 4%~10%。當鑄造合金中鎂超過 10% 時，在室溫下會形成第二相；若介于 7%~10% 之間，合金在不同溫度區間下表現出復雜的穩定性。雖然二元鋁-鎂相圖顯示鎂的**固溶度約為 17%，但實際合金常因冷加工加速 MgAl 相析出而限制了可用的固溶度，故會將鎂含量控制在合理范圍內以兼顧強度和組織穩定性。
2. 對合金組織的影響
固溶與析出特點：
在二元鋁-鎂體系中，隨溫度下降，鎂的固溶度隨之降低，這為沉淀強化提供了理論基礎。然而，面心立方的 Al?Mg? 析出相形核相對困難，使得二元 Al-Mg 合金的時效強化效果并不顯著。要實現有效的時效硬化，需要在基體中添加足夠的硅、銅或鋅，以形成 Mg?Si、Al?CuMg 或 Al?Mg?Zn? 等強化相。
微量過渡元素與顆粒分布：
為抑制晶粒長大并與雜質元素（Fe、Si 等）結合成穩定相，鋁-鎂合金中常添加微量鉻（Cr）、錳（Mn）、鋯（Zr）等。特別是錳（Mn）可以使鎂析出更加均勻分散，并在達到所需強度的前提下減少鎂的用量，從而保持更高的合金穩定性；在鑄造鋁-鎂合金中，約 0.75% 的錳可顯著提高硬度并改善強度，但對耐蝕性影響較小，同時會使塑性略有下降。
3. 對合金性能的貢獻
高強度與良好耐蝕性：
鋁-鎂合金具備突出的固溶強化與形變強化能力，其密度比鋁略高但依然維持輕質特點；在海洋環境、化工容器、汽車板材等場合發揮出優異的耐腐蝕性能和較高比強度。
形變強化與穩定性：
通過軋制、拉伸等變形加工，可在原有固溶強化基礎上進一步提高強度；若錳添加到合金中，則在相對較低的鎂含量下依然能獲得滿意的強度與耐蝕性，保證合金在較長服役周期內組織穩定、塑性良好。
應力腐蝕開裂（SCC）敏感性：
當鎂含量較高或在室溫/中溫（65~180℃）長期放置時，富鎂相可能在晶界以連續網狀形式析出，其電位偏陽極，導致合金更易產生應力腐蝕開裂。5182、5083、5086、5154、5356、5456 等高鎂變形合金均易受此影響。不過在更高溫度下，析出相粗化并不連續分布，SCC 風險可相應降低。
4. 與其他合金元素的協同效應
與硅（Si）、銅（Cu）、鋅（Zn）：
純鋁-鎂二元合金時效強化效應有限，為獲得顯著硬化效果，常在合金中添加硅形成 Mg?Si（6xxx 系）、添加銅形成 Al?CuMg（部分 2xxx 系或特殊高強鑄造合金），或與鋅共同形成 Al?Mg?Zn?（7xxx 系）等沉淀強化相。尤其在鋁-銅合金中，當添加約 0.5% 的鎂時，能顯著增強時效強化反應，提高合金在熱處理后的整體強度。
與錳（Mn）：
錳有助于在組織中更均勻地分散 Mg 析出相，并降低必要的鎂含量以維持高強度和優良耐蝕性。對鑄造鋁-鎂合金來說，添加約 0.75% 的錳能提高硬度并減輕合金對腐蝕環境的敏感度，但塑性有所降低。
與其他過渡元素（Cr、Zr 等）：
可進一步細化晶粒、抑制再結晶，削弱鐵、硅等雜質在組織中的負面影響，提升合金的高溫穩定性與力學性能。
硅
1. 添加含量與常見范圍
硅既是工業鋁合金中常見的雜質元素，也可作為主要合金元素廣泛使用。電解鋁中硅的雜質含量一般在 0.01%～0.15% 之間，若同時存在鐵（Fe），硅在鋁中的固溶度會進一步顯著下降。在作為合金元素時，硅在共晶鋁合金中的質量分數范圍較寬：
鑄造鋁合金：常見 5%～13% 之間的硅含量，以滿足良好鑄造與流動性能，部分場合可達 20%（過共晶）；
釬焊用 4xxx 系：通常含硅 4%～13%，或更高，保證低熔點及良好流動性；
6xxx 變形鋁合金：Mg 與 Si 的質量分數通常在 1.0%～1.5% 附近，以形成可熱處理強化相 Mg?Si。
二元鋁-硅共晶點為 w(Si)=12.6%，共晶溫度 577℃，此處硅在鋁中的**固溶度約 1.65%。當硅含量更高時，則屬于過共晶鋁合金。
2. 對合金組織的影響
雜質態下的析出相：
在工業純鋁或低硅合金中，若鐵含量較高，硅會與鐵一起形成六角晶系的 α 相 (Al?Fe?Si) 或單斜晶系的 β 相 (Al?FeSi / Al?Fe?Si?)，呈粗大或片狀分布，降低塑性與疲勞性能。
鑄造性能與流動性：
硅的加入能大幅提高鋁基體的鑄造流動性、充型能力以及抗熱裂傾向，是 Al-Si 系鑄造合金獲得優良鑄態組織的關鍵。共晶或近共晶含量的硅可讓合金在鑄造時形成細小的 Al-Si 共晶組織，從而改善澆鑄品質與致密度。
強化機制：
純二元 Al-Si 合金本身并無時效強化能力，須引入鎂（Mg?Si）或銅、鋅等元素以獲得可熱處理強化；在 6xxx 變形鋁合金中，Mg 和 Si 質量分數均達到約 1.5%，可生成析出強化相 Mg?Si，使合金在人工時效后獲得中等以上強度。
3. 對合金性能的貢獻
鑄造性能與耐蝕性：
不含銅或少銅的鋁-硅合金往往具備良好的鑄造性能和耐腐蝕能力，熔體流動性高并能有效防止熱裂，適合用來制造形狀復雜、尺寸**的鑄件。
中等強度與硬度：
對于無需極高強度但要求優異鑄造成形性的零件（如發動機缸體、變速箱殼體、油泵殼等），Al-Si 合金可在相對較低的密度下保證一定強度與韌性；在含 Mg 的變形合金或含 Cu 的鑄造合金中，通過適當熱處理也能獲得一定時效硬化效果。
耐高溫性能：
含高硅的過共晶合金在一定高溫下具有穩定的 Si 相支撐骨架，可提高耐磨性和尺寸穩定性，一些高硅合金亦用于精密零件（如電子封裝或活塞）。
4. 與其他合金元素的協同效應
與鐵（Fe）：
硅與鐵常在工業純鋁或含鐵合金中形成 Al-Fe-Si 金屬間化合物，易造成脆性相。適量 Mn、Cr、Zr 等可抑制或細化此相，減少不利影響。
與銅（Cu）：
在 Al-Cu-Si 合金體系中，銅能顯著提升合金強度和硬度，硅則維持較好鑄造性能并降低熱脆傾向。若銅含量達 3%～4%，該合金可進行時效強化。Al-Cu-Si 合金一度取代了高 Cu 含量的早期鑄造鋁合金，在航空、機械領域獲得廣泛應用。
與鎂（Mg）：
通過在 Al-Si 基體中加入鎂，可形成 Mg?Si 相獲得可熱處理強化能力，如 6xxx 系變形合金（Al-Mg-Si）或 3xx.x 系鑄造合金（Al-Si-Mg）。然而，過多鎂會降低固溶度并增加偏析風險，需要平衡配比來獲得適宜的熱處理響應。
與鋅（Zn）：
高硅合金若同時添加鋅、鎂或銅可進一步提升強度，但鑄造和熱處理工藝需綜合考慮，保證組織均勻、避免宏觀偏析。
鋅
1. 添加含量與常見范圍
鋁-鋅體系在多年前就被發現，但由于鑄造時易出現嚴重熱裂、變形鋁合金對應力腐蝕開裂（SCC）也較敏感，初期應用受限制。單純在鋁中添加鋅，因其固溶強化和形變強化效果均有限，提升性能并不明顯。實際生產多在 w(Zn)≈3%～7.5% 左右并同時引入 Cu、Mg，以及少量的 Cr、Mn 等微量元素，使合金能進行可觀的熱處理強化或自然時效。該思路形成了 7xxx 變形鋁合金系列與 7xx.x 鑄造鋁合金系列，因其高強度在航空、航天等高端制造領域獲得廣泛應用。
2. 對合金組織的影響
主強化相及相變
當在 Al-Zn 系中同時添加 Mg（形成 MgZn?、Al?Mg?Zn? 等析出相），合金即可通過固溶處理和時效獲得顯著增強。銅元素的引入可使合金在共晶分解過程中形成復合相 Mg(Zn, Cu, Al)? 或 AlCuMg 顆粒，從而進一步提升強度與韌性。
共晶分解與固相析出
在商用 Al-Zn-Mg 合金或 Al-Zn-Mg-Cu 合金中，淬火后過飽和 α 固溶體在隨后的時效過程中會析出尺寸細小、分散分布的強化相（如 η′、T 相、GP區、等過渡相），顯著阻礙位錯運動，提升強度。但需防范淬火敏感區間導致二次析出，或應力腐蝕傾向的升高。
3. 對合金性能的貢獻
高強度
Al-Zn-Mg(-Cu) 合金擁有最突出的強度水平之一，峰值強度可達到或超過部分鋼材的指標，在航空航天結構件、承力部件中應用十分廣泛。
熱處理與時效效果
鋅與鎂共同作用所形成的 MgZn?（η相）是 7xxx 系及相關鑄造合金中主要強化源；適度添加銅可加速析出相的形核，提高時效速率與最終強化水平，不過也會增加淬火敏感度及耐蝕性風險。
應力腐蝕裂紋敏感性
高鋅合金在高強狀態（如 T6）易產生應力腐蝕開裂，需要多級時效（T73、RRA 工藝等）或微合金化（Cr、Zr、Mn）來加以抑制，從而平衡強度與耐蝕性。
4. 與其他合金元素的協同效應
與鎂（Mg）
MgZn? 或 Al?Mg?Zn? 析出相顯著提升合金的熱處理強化潛力，是 Al-Zn-Mg 體系的“核心”。當 w(Zn)≈3%～7.5% 并具備一定量的 Mg 時，合金強度較 Al-Zn 二元合金大幅提升。
與銅（Cu）
在 Al-Zn-Mg-Cu 體系中，銅能替換部分 Zn 并與 Mg 形成復合相 Mg(Zn, Cu, Al)?，進而提高過飽和度與時效速率，獲得更高強度；但銅通常降低耐蝕性，也提高淬火敏感度，需要通過工藝（如均勻加熱、快速冷卻、多級時效）來進行優化。
微量鉻、鋯、錳
可抑制再結晶、細化晶粒組織，提高合金的力學性能及耐蝕性；合金在時效狀態下也更為均勻。
鋰
1. 添加含量與常見范圍
鋰是鋁合金中最輕的主要合金元素，在降低合金密度、提高比模量方面具有顯著作用。由于鋰成本較高，目前添加量通常在 1%～3%（質量分數）范圍內就能發揮關鍵的輕質高**果，大多數鋁-鋰合金還會添加少量 Cu、Mg、Zr 等其他元素以獲得協同強化。為保證穩定的相與性能，大部分商用鋁-鋰合金都在嚴格工藝條件下冶煉與加工。
2. 對合金組織的影響
3. 對合金性能的貢獻
輕質化與高比剛度
相比未添加鋰的傳統鋁合金，鋁-鋰合金密度可降低約 3%～10%，彈性模量顯著提高，使得其在對重量和剛度有嚴苛要求的航空航天、**領域具備獨特優勢。
增強強度與疲勞壽命
亞穩態 Al?Li、Al-Cu-Li 等析出相具備強力沉淀強化潛力，使得鋁-鋰合金在保持輕量化的同時能獲得與中高強鋁合金媲美的強度與疲勞性能。
成本與工藝局限
鋰的高成本及較為復雜的冶煉、合金制備工藝，一定程度上限制了鋁-鋰合金在民用大規模量產中的推廣。目前多見于航空航天、**等高端領域。
4. 與其他合金元素的協同效應
與銅（Cu）
在 Al-Cu-Li 合金中，同時引入鋰與銅能形成穩定而強力的 Al-Cu-Li 析出相，大幅提升合金強度與疲勞性能；然而也需要關注應力腐蝕敏感度及工藝可行性。
與鎂（Mg）、錳（Mn）、鋯（Zr）等
添加微量過渡族或稀有元素可進一步細化晶粒、控制再結晶，有利于合金的塑性與綜合力學指標；搭配鋰后也需考慮熔煉和鍛軋時的溫度控制、析出均勻性以及腐蝕傾向。
與鋅（Zn）
某些 Al-Li 合金會兼含 Zn、Mg 等以形成復合沉淀相。但往往在成分設計及熱處理窗口上需更嚴格匹配，以免高強化同時引起表面腐蝕或淬火敏感等問題。
鈧
1. 添加含量與常見范圍
鈧是鋁合金中較新的合金元素，最早由蘇聯科研人員在 1980~1990 年代針對航空航天工業進行研發和應用。由于鈧價格極其昂貴且來源有限（多為稀土生產的副產品），實際生產中通常添加量非常低，往往在 0.15%～0.5% 范圍內即可對合金組織和性能產生顯著影響。為降低成本并兼顧強化效果，工程上常與鋯（Zr）共同添加，使鈧含量可進一步降至 0.15%~0.20% 左右。
2. 對合金組織的影響
彌散相 Al?Sc 的形成
在凝固或過飽和固溶體分解過程中，鈧與鋁生成立方晶結構的 Al?Sc 相，該相屬于 L1? 晶體結構，與鋁基體晶格匹配度高、共格性極好；這有利于細化晶粒、抑制晶界遷移并提升再結晶溫度。
亞穩相與高溫穩定
當同時添加鋯（Zr）時，合金還會形成亞穩立方 Al?Zr，相同樣與基體保持近乎共格，在 300400℃（570750℉）范圍內能與 Al?Sc 共同存在并發揮強化效果，使合金在較高溫度下依然具備優良組織穩定性。
3. 對合金性能的貢獻
顯著的晶粒細化與再結晶抑制
少量鈧就能生成高密度、細小的 Al?Sc 彌散相，阻止晶界運動并延緩再結晶形核，合金在高溫或后續變形中能保持細晶粒結構，獲得高強度與良好熱穩定性。
高溫性能與疲勞特性
鋁-鈧合金在 300℃ 以上仍能保持較高強度與優異抗疲勞性能，適合某些中高溫服役的航空航天或部件。
高成本與資源限制
由于鈧資源稀缺、價格昂貴，且產量主要集中于少數國家，導致合金推廣受制；目前只能用于對性能要求極高、且成本相對次要的尖端領域（如大型運輸機機身縱梁、戰機零件等）。
4. 與其他合金元素的協同效應
與鋯（Zr）
鋯能在鋁合金中形成亞穩 Al?Zr，相同屬于面心立方結構，添加少量鈧與鋯后，兩類粒子在高溫下共同抑制再結晶并精細化晶粒；由此可降低鈧添加量至 0.15%~0.20%，在保證增強作用的同時減少合金成本。
與鎂、錳或銅等
其他主要強化元素仍可提供傳統的固溶強化、沉淀強化或形變強化，而鈧彌散相則起到額外的晶粒細化與高溫穩定作用，往往可與 2xxx、5xxx、7xxx 系合金的原有強化機制結合，顯著改善其綜合性能。
微量合金元素
1. 添加含量與常見范圍
細化晶粒元素（Ti、B 等）
提高再結晶溫度與組織穩定性元素（Cr、Mn、V、Zr 等）
鋁-硅鑄造改性元素（Na、Sr、Ca、Sb 等）
低熔點金屬或易切削元素（Pb、Bi、Sn、Cd 等）
提升耐蝕或特殊功能元素（Sb、Be、In、Ni、Ag 等）
鈣（Ca）
2. 對合金組織的影響
晶粒細化與共晶改性
金屬間化合物與第二相
再結晶行為與熱穩定性
Cr、Zr、V、Ti 等形成細小彌散的亞穩相（如 Al_3Zr、Al_3(Sc,Zr) 等），有效抑制再結晶與晶界遷移，提高合金在熱變形或后續固溶處理中的組織穩定性；
Ca、Cd、In 等在某些情況下也可干擾主要強化相或在晶界偏聚，影響合金在熱處理、服役過程中的演變規律。
3. 對合金性能的貢獻
強化與韌性平衡
耐蝕性與抗氧化
Sb 在 Al-Mg 合金中能形成特定保護膜，提升耐海水腐蝕性能；
Be 在 Al-Mg 合金中減少高溫氧化或變色，保護表面質量；
Ni 等元素在高溫蒸汽環境下可增強耐蝕性，但在常規環境中或在某些條件下可能加劇點蝕。
高溫性能與特種需求
可加工性與鑄造性能
