由于固溶强化效应，固溶处理所得到的过饱和固溶体的硬度和强度均较纯溶剂更高。在时效初期，虽然过饱和度有所下降，但强度并没有明显降低，反而由于第二相的析出，随着时效时间的延长，硬度会持续升高，习惯上称其为时效硬化。
按时效硬化曲线的形状不同，可分为冷时效和温时效，如图17-12所示。冷时效是指在较低温度下进行的时效，其硬度变化曲线的特点是硬度一开始就迅速上升，达一定值后硬度缓慢上升或者基本上保持不变。冷时效的温度越高，硬度上升就越快，所能达到的硬度也就越高。在Al基和Cu基合金中，冷时效过程中主要形成G.P.区。温时效是指在较高温度下发生的时效，其硬度变化规律是：开始有一个停滞阶段，硬度上升极其缓慢，称为孕育期，一般认为这是脱溶相形核准备阶段，接着硬度迅速上升，达到一极大值后又随时间延长而下降。温时效过程中将析出过渡相和平衡相。温时效的温度越高，硬度上升就越快，达最大值的时间就越短，但所能达到的最大硬度反而就越低。冷时效与温时效的温度界限视合金而异，A1合金一般约在100℃左右。
图17-12 冷时效和温时效硬化变化示意图
冷时效与温时效往往是交织在一起的。图17-13示出了不同成分的A1-Cu合金在130℃时效时硬度与脱溶相的变化规律。由图可见，A1-Cu合金的时效硬化主要依靠形成G.P.区和θ″相，尤其以形成θ″相的强化效果最大，当出现θ'相以后合金的硬度下降。(www.xing528.com)
脱溶时效后合金的硬度变化是由以下3个因素共同决定的：①固溶体过饱和度的下降；②基体的回复与再结晶；③脱溶沉淀相的析出。前两个因素均使硬度随时效时间延长而单调下降，而第三个因素则使硬度升高，但当析出相与母相的共格关系被破坏以及析出相粗化后，硬度又将下降。在时效前期，弥散析出相所引起的硬化超过了另外两个因素所引起的软化，因此硬度将不断升高并可达到某一极大值。在时效后期，由于析出相所引起的硬化小于另外两个因素所引起的软化，故导致硬度下降，此即为温时效。若时效时仅形成G.P.区，硬度将单调上升并趋于一恒定值，此即为冷时效。
在其他一些时效型合金中，甚至会出现多个硬度峰，其原因可能是在不同时间内形成几种不同的G.P.区、过渡相以至平衡相所致。
图17-13 Al-Cu合金在130℃时效时的硬度和析出相的关系
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