铝合金在刚淬火后，强度和硬度并不高，塑性很好；但放置几天后，强度和硬度会显著提高，而塑性则明显下降。铝合金的这种淬火后力学性能随时间延长而显著提高的现象，称为时效硬化现象，这一过程称为时效。

铝没有同素异构转变，在近铝端处亦没有共析转变，只有固态溶解度随温度变化的曲线。将铝合金固溶处理时，高温下的过饱和α固溶体被原封不动地保留到室温。但是这种过饱和固溶体在室温下处于不平衡状态，有脱溶分解和析出强化相而趋于稳定的倾向。随着时间的延长，强化相逐渐脱溶而使合金强度硬度提高，即所谓时效硬化。时效有自然时效和人工时效两种方式。

时效温度对时效速度有很大影响，时效温度高，时效速度快，但温度越高，时效所获得的最高强度却越低。当时效温度超过150℃，强化达到最大值后，继续时效则效果下降，合金开始软化。温度越高，开始软化的时间越早，软化速度也越快。当时效温度降至室温以下时，时效的速度十分缓慢。在-50℃时，淬火后的固溶体即使经过长时间的时效，其性能也不会发生明显变化。根据这一现象，可以通过降低温度来抑制时效。

在各种可时效硬化的合金中，硬铝合金一般进行自然时效，时间一般不少于4天。锻铝合金一般进行人工时效，时效温度为150~180℃，时间为6~10h。超硬铝通常采用人工时效，时效温度为120~140℃，时间为16~24h。淬火后须进行人工时效的工件应及时进行时效，间隔不超过4h。

经过时效的铝合金，在切削过程中还会产生应力，对于精度要求高的工件，还需进行去应力退火。人工时效后的铝合金去应力退火温度，应比淬火后的时效温度低20~40℃，时间为2～4h。对于自然时效后的硬铝，去应力退火温度应为80~100℃，时间为2h。