時效強化是指在固溶了合金元素以後,在常温或加温的條件下,使在高温固溶的合金元素以某種形式析出,形成彌散分佈的硬質質點,對位錯切過造成阻力,使強度增加,韌性降低。
合金元素經固溶處理後,獲得過飽和固溶體。
在隨後的室温放置或低温加熱保温時,第二相從過飽和固溶體中析出,引起強度,硬度以及物理和化學性能的顯著變化,這一過程被稱為時效。
在金屬基體中加入固溶度隨温度降低而降低的合金元素,通過高温固溶淬火處理,形成過飽和固溶體,通過時效,過飽和固溶體分解,合金元素以一定方式析出,彌散分佈在基體中形成沉澱相,沉澱相能有效阻止晶界和位錯的運動,從而提高合金強度。 
鋼材冷加工強化的機理:鋼材冷加工至塑性變形後,由於塑性變形區域內的晶粒產生相對滑移,致使滑移面處的晶粒破碎,晶格歪扭,畸變加劇,從而阻礙其進一步滑移,因而屈服強度提高,塑性和韌性降低。同時,塑性變形時產生的內應力,使鋼材彈性模量降低。