Utwardzanie wydzieleniowe polega na wydzieleniu w stanie stałym dyspersyjnych faz, które blokując ruch dyslokacji umacniają stop, tj. zwiększa się jego wytrzymałość i twardość, a maleje ciągliwość.
Może być stosowane wyłącznie w stopach, w których istnieje zmienna rozpuszczalność składników z temperaturą (malejąca z jej obniżeniem).
Utwardzanie wydzieleniowe stali składa się z dwóch operacji:
- Przesycania, mającego na celu otrzymanie przesyconego roztworu stałego. Dokonuje się przez nagrzanie stopu powyżej linii zmiennej rozpuszczalności (solvus) i szybkie oziębianie w wodzie.
- Starzenia, polegającego na wytwarzaniu przesyconego elementu w temperaturze pokojowej.
Wyróżniamy:
- starzenie naturalne/samorzutne
- starzenie przyspieszone/sztuczne.