시효처리에 의해서 형성되는 미세분산 석출상에 의한 경화를 석출경화라고 한다. 2원 또는 3원 합금으로, 하나의 원소의 고용한도가 온도의 저하에 따라서 작아지는 것은 석출경화형으로 되기 쉽다. 그림은 Al-Cu 합금의 Al 측의 상도로, 이것은 이 종류의 합금의 전형적인 일례이다. 석출경화의 처리는, 우선 합금을 고온도로 어느 시간 유지하고 용액화한다. 다음에 이상영역으로 나뉘어지는 저온도로 급랭하여 과포화 고용체로 한다. 이것을 실온 혹은 그 이상의 온도로 시효처리시키면 100Å 정도의 미세한 중간상이 생긴다. Al-Cu 계에서는 3종의 중간상이 된다. 처음 2개의 중간상을 GP(Guiner Preston)존이라 부르고, GP-I은 Cu 원자가 Al(100)면상에 길이 100Å, 두께 2～3 원자 거리에 석출하는 것으로 모격자와 완전히 정합관계를 유지하고 있다. GP-II는 정방정계의 구조를 가진 직경 약 1,500Å 두께이고, 약 150Å까지 원판상의 석출물로 모체를 정합하고 있다. 이 영역은 수도 많고 모체의 변형도 크므로 합금의 경도는 이 석출단계에서 극대가 된다. 다음에 석출하는 θ상은 GP-II와 비슷한 구조를 갖지만, 모체와의 정합관계는 깨어져 장거리의 탄성변형은 거의 완화되어 있으므로 θ가 석출하면 재료는 연화한다. 최후에 석출하는 정방정계의 CuAl2 상 (θ상)은 안정상이다.