A. 在鋁合金中超硬鋁時效強化效果最好
1.固溶強化
純鋁中加入合金元素，形成鋁基固溶體，造成晶格畸變，阻礙了位錯的運動，起到固溶強化的作用，可使其強度提高。根據合金化的一般規律，形成無限固溶體或高濃度的固溶體型合金時，不僅能獲得高的強度，而且還能獲得優良的塑性與良好的壓力加工性能。Al－Cu、Al－Mg、Al－Si、Al－Zn、Al－Mn等二元合金一般都能形成有限固溶體，並且均有較大的極限溶解度（見表9-2），因此具有較大的固溶強化效果。
2．時效強化
合金元素對鋁的另一種強化作用是通過熱處理實現的。但由於鋁沒有同素異構轉變，所以其熱處理相變與鋼不同。鋁合金的熱處理強化，主要是由於合金元素在鋁合金中有較大的固溶度，且隨溫度的降低而急劇減小。所以鋁合金經加熱到某一溫度淬火後，可以得到過飽和的鋁基固溶體。這種過飽和鋁基固溶體放置在室溫或加熱到某一溫度時，其強度和硬度隨時間的延長而增高，但塑性、韌性則降低，這個過程稱為時效。在室溫下進行的時效稱為自然時效，在加熱條件下進行的時效稱為人工時效。時效過程中使鋁合金的強度、硬度增高的現象稱為時效強化或時效硬化。其強化效果是依靠時效過程中所產生的時效硬化現象來實現的。
3．過剩相強化
如果鋁中加入合金元素的數量超過了極限溶解度，則在固溶處理加熱時，就有一部分不能溶入固溶體的第二相出現，稱為過剩相。在鋁合金中，這些過剩相通常是硬而脆的金屬間化合物。它們在合金中阻礙位錯運動，使合金強化，這稱為過剩相強化。在生產中常常採用這種方式來強化鋁合金和耐熱鋁合金。過剩相數量越多，分布越彌散，則強化效果越大。但過剩相太多，則會使強度和塑性都降低。過剩相成分結構越復雜，熔點越高，則高溫熱穩定性越好。
4．細化組織強化
許多鋁合金組織都是由α固溶體和過剩相組成的。若能細化鋁合金的組織，包括細化α固溶體或細化過剩相，就可使合金得到強化。
由於鑄造鋁合金組織比較粗大，所以實際生產中常常利用變質處理的方法來細化合金組織。變質處理是在澆注前在熔融的鋁合金中加入占合金重量2～3%的變質劑（常用鈉鹽混合物：2/3NaF+1/3NaCl），以增加結晶核心，使組織細化。經過變質處理的鋁合金可得到細小均勻的共晶體加初生α固溶體組織，從而顯著地提高鋁合金的強度及塑性。
B. 如何增加鋁合金硬度
提高鋁合金的硬度：
1.加工強化
加工強化也稱冷作硬化，就是金屬材料在再結晶溫度以下冷變形加工如鍛造、壓延、拉拔、拉伸等，冷變形時，金屬內部位錯密度增大，且相互纏結並形成胞狀結構，阻礙位錯運動。變形度越大位錯纏結越嚴重，變形抗力越大，強度越高。冷變形後強化的程度隨變形度、變形溫度及材料本身的性質而不同。同一材料在同一溫度下冷變形時，變形度越大則強度越高，塑性則越低。
2．固溶強化
在純鋁中添加某些合金元素形成無限固溶體或有限固溶體，不僅能獲得高的強度，而且還能獲得優良的塑性與良好的壓力加工性能。在一般鋁合金中固溶強化最常用的合金元素是銅、鎂、錳、鋅、硅、鎳等元素。一般鋁的合金化都形成有限的固溶體，如Al-Cu，Al-Mg，Al-Zn，Al-Si，Al-Mn等二元合金均形成有限固溶體，並且都有較大的極限溶解度能起較大的固溶強化效果。
3. 組織強化
在鋁合金中添加微量元素以細化晶粒組織是提高鋁合金力學性能的另一種重要手段。
變形鋁合金中添加微量鈦、鋯、鈹、鍶以及稀土元素，它們能形成難熔化合物，在合金結晶時作為非自發晶核，起細化晶粒作用，提高合金的強度和塑性。
4．過剩相強化
當鋁中加入的合金元素含水量超過其極限溶解度時，淬火加熱時便有一部分不能溶入固溶體的第二相出現稱之為過剩相。在鋁合金中過剩相多為硬而脆的金屬間化合物。它們在合金中起阻礙滑移和位錯運動的作用，使強度、硬度提高，而塑性、韌性降低。合金中過剩相的數量愈多，其強化效果愈好，但過剩相多時，由於合金變脆而導致強度、塑性降低。
5．時效強化
鋁合金熱處理後可以得到過飽和的鋁基固溶體。這種過飽和鋁基固溶體在室溫或加熱到某一溫度時，其強度和硬度隨時間和延長而增高，但塑性降低。這個過程就稱時效。時效過程中使合金的強度、硬度增高的現象稱為時效強化或時效硬化。
C. 鋁合金5083牌號的化學成分
5083鋁合金的類超塑性行為
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超塑性技術已在工業領域獲得了廣泛的應用。相關的研究工作也獲得了重大進展。根據超塑性產生的機理，超塑性可以分成組織超塑性、相變超塑性和應力誘發超塑性三類。組織超塑性是目前研究和應用最充分的。組織超塑要求材料具有微細晶粒，為此要進行預處理以使材料獲得細粒組織。而這種預處理往往比較復雜，提高了生產成本並降低了生產效率。
近年來，研究者發現，在具有粗大晶粒的二元AL-Mg合金中可獲得超過300%的伸長率。這種晶粒組織的高伸長率並不是上述超塑性變形的結果，而是溶質原子拖拽或粘性流動控制蠕變的結果。但是，以上研究所採用的合金為高純度 合金。本文選用工業鋁合金5083，研究其在高溫下的形變行為及組織，探討其實際應用的可能性。
1 試驗方法
本試驗選用AL-Mg系5083合金。成分為AL-5.40 Mg-0.65Mn-0.18 Fe-0.12Si-0.10Zn-0.09Ti0。05Cu，供貨狀態為2mm厚冷軋板材。將板材加工成拉伸試件後，在320℃保溫40min進行退火。在不同速度和應變速率下進行拉伸試驗並進行了金相觀察。
2 試驗結果與討論
從合金在350、400和500℃下、應變速率1。67X10-4~3。3X10-1/S范圍內形變時的伸長率變化來看，溫度和應變速率對合金的伸長率影響不顯著。表1給出了合金在不同的拉伸條件下的性能數據。由表1可知在溫度500~350℃之間，合金在相當寬的應變速率范圍內，伸長率在 100%~200%之間變化。即使在1。67X10-1/s這樣高的應變速率下伸長率仍可達到180%以上，這在鋁合金中的極為罕見。
金相組織觀察發現，合金冷軋軟化處理後，晶粒尺寸比較粗大，呈等軸狀，平均尺寸為30um左右。經過高溫拉抻後，晶粒尺寸發生顯著變化，表2給出合金經過高溫拉伸後不同部位的晶粒尺寸測量結果。
由表2可知，在高溫下拉伸會使合金晶粒顯著細化。提高應變速率，細化效果增加。而靠近夾持部分的晶粒尺寸同合金的原始晶粒尺寸相似。
綜合分析以上試驗結果，可以發現，雖然合金在高溫拉伸時呈現較高的伸長率，但並不是超塑性形變的結果。主要表現在合金在起始應變速率變化 1000倍范圍內保持高伸長率，而性能不像超塑性形變明顯受應變速率的影響。其次合金在高溫拉伸時，組織發生顯著變化，而伸長率變化並不顯著。並沒有顯示出超塑性典型的伸長率對應變速率的依賴性。並且鋁合金呈現超塑料性時，晶粒尺寸一般在10~20um時，最佳應變速率范圍應為1X10-3~1X10- 4/s。而本文的AL-Mg合金即使在形變時發生晶粒細化，尺寸雖仍在10~20um內，但是在應變速率3。3X10-1~1。67X10-4/S這樣寬的范圍內，仍然呈現相當高的伸長率，是溶質原子拖拽或粘性流動控制蠕變的結果。
3 結論
AL-Mg系5083合金在溫度350~500℃之間，很寬的應變速率范圍內呈現較高的伸長率。原始的粒晶組織發生細化。這種強化塑性現象具有較高的應用價值，有待於在實際生產中加以利用。