純鋁的力學(xué)性能不高，不適宜制作承受較大載荷的結(jié)構(gòu)零件。為了提高鋁的力學(xué)性能在純鋁中加入某些合金元素制成合金，常加入的合金元素有銅、鎂、鉻、鋅、硅、錳、鎳、鈷、鈦及鍶等，稀土元素在某些合金中加入。這些合金元素加入后通過以下幾個方面對鋁進(jìn)行強(qiáng)化。

1．固溶強(qiáng)化

合金元素加入純鋁中形成無限固溶體或有限固溶體，不僅能獲得高的強(qiáng)度，而且還能獲得優(yōu)良的塑性與良好的壓力加工性能。在一般鋁合金中固溶強(qiáng)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，并且都有較大的極限溶解度能起較大的固溶強(qiáng)化效果。

2．時效強(qiáng)化

鋁合金熱處理后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(qiáng)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(qiáng)度、硬度增高的現(xiàn)象稱為時效強(qiáng)化或時效硬化。

3．過剩相強(qiáng)化

當(dāng)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(xiàn)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(yùn)動的作用，使強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性降低。合金中過剩相的數(shù)量愈多，其強(qiáng)化效果愈好，但過剩相多時，由于合金變脆而導(dǎo)致強(qiáng)度、塑性降低。

4. 細(xì)化組織強(qiáng)化

在鋁合中添加微量元素細(xì)化組織是提高鋁合金力學(xué)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(jié)晶時作為非自發(fā)晶核，起細(xì)化晶粒作用，提高合金的強(qiáng)度和塑性。

鑄造鋁合金中常加入微量元素作變質(zhì)處理來細(xì)化合金組織，提高強(qiáng)度和塑性。變質(zhì)處理對不能熱處理強(qiáng)化或強(qiáng)化效果不大的鑄造鋁合金和變形鋁合金具有特別重要的意義。比如在鋁硅鑄造鋁合金中加入微量鈉或鈉鹽或銻作變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，細(xì)化組織可以顯著提高塑性和強(qiáng)度。同樣在鑄造鋁合金中加入少量錳、鉻、鈷等元素能使雜質(zhì)鐵形成的板塊狀或針狀化合物AlFeSi細(xì)化，提高塑性，加入微量鍶可消除或減少初晶硅，并使共晶硅細(xì)化；粒子園整度提高。

5. 冷變形強(qiáng)化

冷變形強(qiáng)化亦稱冷作硬化，即金屬材料在再結(jié)晶溫度以下冷變形，冷變形時，金屬內(nèi)部位錯密度增大，且相互纏結(jié)并形成胞狀結(jié)構(gòu)，阻礙位錯運(yùn)動。變形度越大位錯纏結(jié)越嚴(yán)重，變形抗力越大，強(qiáng)度越高。冷變形后強(qiáng)化的程度隨變形度、變形溫度及材料本身的性質(zhì)而不同。同一材料在同一溫度下冷變形時，變形度越大則強(qiáng)度越高。塑性隨變形程度的增加而降低。