Độ bền kéo cao của các hợp kim vi lượng này là do các tạp chất kết tủa ở quy mô nano hình thành bên trong ma trận, và quá trình này có thể được kiểm soát bằng cách bổ sung các nguyên tố hợp kim vi lượng cụ thể ở quy mô nano. Tác động của quá trình hợp kim vi lượng rất đa dạng và bao gồm:

• Sự hình thành các hợp chất kim loại ổn định có khả năng làm mịn kích thước hạt
• Tương tác với các ranh giới hạt, có thể làm tăng hoặc giảm độ giòn giữa các tinh thể
• Sự thay đổi hình thái của các pha thứ cấp trong ma trận nhằm cải thiện các tính chất cơ học và khả năng cứng hóa theo thời gian
• Việc điều chỉnh trình tự kết tủa giúp tinh chỉnh cấu trúc hạt một cách hiệu quả hơn

Các nguyên tố vi hợp kim thường bao gồm Ag, Li, Na, Ca, Cd, Zr, Ti, Sr, Sn. Mặc dù các khía cạnh về luyện kim và hóa học của các nguyên tố này đã được nghiên cứu và ghi chép rất kỹ lưỡng, vẫn còn nhiều điều cần tìm hiểu, và những tiến bộ mới liên tục xuất hiện.

Bổ sung các nguyên tố vi lượng

Phương pháp thông thường trong quá trình hợp kim hóa vi lượng là đưa các nguyên tố vi lượng vào bằng cách thêm một thỏi nhôm chỉ chứa vài phần trăm nguyên tố hợp kim vào một khối kim loại nóng chảy lớn. Lượng chất pha tạp cần thiết được đảm bảo thông qua việc kiểm soát cẩn thận mức độ pha loãng.

Một phương pháp thay thế là công nghệ kim loại bột kết hợp vi hợp kim. Phương pháp này bao gồm các công đoạn ép đẳng áp, thiêu kết và đùn. Trong trường hợp này, quá trình kết hợp vi hợp kim được điều khiển bởi quá trình khuếch tán.

Mặc dù các quy trình này đã được áp dụng rộng rãi, việc tối ưu hóa và kiểm soát quy trình vẫn còn nhiều thách thức.