时效是将淬火得到的过饱和α固溶体在室温或一定温度下保温一段时间，使强化相从α固溶体中呈弥散质点析出，使铝合金强化，获得所需性能。时效析出强化既适用于变形铝合金也适用于铸造铝合金。
时效处理常分为4个阶段进行。
(1)形成G-PⅠ区。固溶体点阵中的原子重新组合，出现溶质原子富集区，其晶体结构类型仍与基体Ⅰ相同（面心立方点阵）并与基体保持共格关系。由于溶质原子浓度较高，引起点阵畸变，阻碍位运动，因而合金的强度、硬度较高。但G-P区的形态与溶质原子和溶剂原子直径的差异有关，两者原子直径相差较大时，G-P区呈片状，两者相差较小时，G-P区呈球状。
(2)形成G-PⅡ区。溶质原子以一定的比例有序进行偏聚，形成溶质原子的富集区，具有正方点阵，为中间过渡相，仍与基体保持共格关系。由于G-PⅡ区溶质原子密度进一步增加，对位错运动的阻碍进一步增大。因此，时效强化作用更大。
(3)形成亚稳定的过渡相。随着时效过程进一步发展，溶质原子在G-PⅡ区继续偏聚，当溶质原子和溶剂原子比例为1：2时，形成具有正方点阵的过渡相。过渡相的点阵常数发生较大变化，此时与基体的共格关系开始破坏，即由完全共格变为局部共格。因此，过渡相周围基体的共格畸变减弱，对位错运动阻碍就减小，此时合金硬度开始下降。所以，共格畸变是合金时效析出强化的重要因素。
(4)形成稳定的第二相质点并聚集长大。在时效保温后期，过渡相从固溶体中完全脱落，形成与基体有明显相界面的独立稳定相，是正方点阵结构。与基体的共格关系完全破坏，共格畸变消失。随着时效温度的提高或时间的延长，第二相质点聚集长大，使合金的强度、硬度进一步降低。其最终合金的组织是稳定的第二相和平衡的α固溶体。
以上四个阶段不是截然分开的，有时是同时进行的，低温时效时第一阶段和第二阶段进行的程度要大些，高温时效时第三阶段和第四阶段进行得强烈些。
