絕大多數(shù)進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化的合金，原始組織都是由一種固溶體和某些金屬化合物所組成。固溶體的溶解度隨溫度的上升而增大。在時(shí)效處理前進(jìn)行淬火，就是為了在加熱時(shí)使盡量多的溶質(zhì)溶入固溶體，隨后在快速冷卻中溶解度雖然下降，但過剩的溶質(zhì)來不及從固溶體中分析出來，而形成過飽和固溶體。為達(dá)到這一目的而進(jìn)行的淬火常稱為固溶熱處理。

經(jīng)過長(zhǎng)期反復(fù)研究證實(shí)，時(shí)效強(qiáng)化的實(shí)質(zhì)是從過飽和固溶體中析出許多非常細(xì)小的沉淀物顆粒(一般是金屬化合物，也可能是過飽和固溶體中的溶質(zhì)原子在許多微小地區(qū)聚集)，形成一些體積很小的溶質(zhì)原子富集區(qū)。 

在時(shí)效處理前進(jìn)行固溶處理時(shí)，加熱溫度必須嚴(yán)格控制，以便使溶質(zhì)原子能大限度地固溶到固溶體中，同時(shí)又不致使合金發(fā)生熔化。許多鋁合金固溶處理加熱溫度容許的偏差只有5℃左右。進(jìn)行人工時(shí)效處理，必須嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時(shí)間，才能得到比較理想的強(qiáng)化效果。生產(chǎn)中有時(shí)采用分段時(shí)效，即先在室溫或比室溫稍高的溫度下保溫一段時(shí)間，然后在更高的溫度下再保溫一段時(shí)間。這樣作有時(shí)會(huì)得到較好的效果。

馬氏體時(shí)效鋼淬火時(shí)會(huì)發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，形成馬氏體。馬氏體就是一種過飽和固溶體。這種鋼也可采用時(shí)效處理進(jìn)行強(qiáng)化。

低碳鋼冷態(tài)塑性變形后在室溫下長(zhǎng)期放置，強(qiáng)度提高，塑性降低，這種現(xiàn)象稱為機(jī)械時(shí)效。