鋁合金在剛淬火后，強度和硬度并不高，塑性很好；但放置幾天后，強度和硬度會顯著提高，而塑性則明顯下降。鋁合金的這種淬火后力學性能隨時間延長而顯著提高的現象，稱為時效硬化現象，這一過程稱為時效。

鋁沒有同素異構轉變，在近鋁端處亦沒有共析轉變，只有固態溶解度隨溫度變化的曲線。將鋁合金固溶處理時，高溫下的過飽和α固溶體被原封不動地保留到室溫。但是這種過飽和固溶體在室溫下處于不平衡狀態，有脫溶分解和析出強化相而趨于穩定的傾向。隨著時間的延長，強化相逐漸脫溶而使合金強度硬度提高，即所謂時效硬化。時效有自然時效和人工時效兩種方式。

時效溫度對時效速度有很大影響，時效溫度高，時效速度快，但溫度越高，時效所獲得的最高強度卻越低。當時效溫度超過150℃，強化達到最大值后，繼續時效則效果下降，合金開始軟化。溫度越高，開始軟化的時間越早，軟化速度也越快。當時效溫度降至室溫以下時，時效的速度十分緩慢。在-50℃時，淬火后的固溶體即使經過長時間的時效，其性能也不會發生明顯變化。根據這一現象，可以通過降低溫度來抑制時效。

在各種可時效硬化的合金中，硬鋁合金一般進行自然時效，時間一般不少于4天。鍛鋁合金一般進行人工時效，時效溫度為150~180℃，時間為6~10h。超硬鋁通常采用人工時效，時效溫度為120~140℃，時間為16~24h。淬火后須進行人工時效的工件應及時進行時效，間隔不超過4h。

經過時效的鋁合金，在切削過程中還會產生應力，對于精度要求高的工件，還需進行去應力退火。人工時效后的鋁合金去應力退火溫度，應比淬火后的時效溫度低20~40℃，時間為2～4h。對于自然時效后的硬鋁，去應力退火溫度應為80~100℃，時間為2h。