O endurecimento é um tipo de tratamento térmico muito utilizado na metalurgia para reforçar as ligas metálicas. É também chamado endurecimento por precipitação, uma vez que reforça o metal através da criação de impurezas sólidas, ou de precipitados, o que na liga de aço, impede deslocamentos na estrutura cristalina. O seu nome deriva a partir do ponto no processo em que o metal é envelhecido, que ocorre por meio de aquecimento por um período de tempo ou mantendo-o armazenado a uma temperatura mais baixa durante um período prolongado antes da utilização, de modo que estes precipitados possam se formar. Ele é utilizado em ligas de ferro fundido maleável, tais como aqueles feitos a partir de níquel, magnésio e titânio, assim como alguns tipos de aço.

O metal submetido ao método de endurecimento é aquecido a uma temperatura elevada, a qual varia de acordo com os materiais que estão sendo utilizados e as propriedades desejadas no resultado final, de acordo com a aplicação. Por exemplo, alguns tipos são tratados através do calor a cerca 820 graus Celsius (equivalente a 1510 °F). Os elementos são adicionados e desta forma são difundidos através do metal até que todo o elemento aquecido seja supersaturado com eles, o que significa que a quantidade destes materiais dissolvidos no metal é maior do que seria possível em uma solução no estado sólido à temperatura ambiente.endurecimento por precipitação

Na sequência do processo, o metal é envelhecido. Em algumas ligas, isto é feito, mantendo o metal aquecido durante várias horas a uma temperatura menor do que a fase inicial, mas ainda muito mais quente que a temperatura ambiente. Outras ligas são armazenadas durante dias ou semanas à temperatura ambiente. As temperaturas mais baixas não são mais possíveis para que todos os elementos de liga permaneçam dissolvidos no metal sobressaturado, e assim, alguns sofrem precipitação e separa-se da solução sólida, tornando as impurezas espalhadas por todo o metal. A temperatura à qual o processo de envelhecimento ocorre afeta o modo como esta precipitação ocorre, e assim influencia as propriedades mecânicas da liga resultante.

Estas impurezas criadas pelo processo são capazes de reforçar o metal através da interferência com o movimento de defeitos cristalográficos chamados luxações, que resultam de desalinhamentos nos átomos que formam a estrutura cristalina do metal. As luxações fazem do metal, materiais mais vulneráveis, capazes de serem dobrados de forma irreversível por forças externas. A sua resistência ao deslocamento em ligas endurecidas de alto rendimento, dão força e uma maior capacidade de resistir à deformação permanente, quando sob forte pressão.

As ligas criadas pelo processo relacionado em questão têm muitas utilizações, especialmente em aplicações onde a força elevada e um bom desempenho a elevadas temperaturas é necessária. Alguns modelos de aço endurecido são utilizados em peças de motor e na construção de mísseis e foguetes. As ligas endurecidas de alumínio confeccionadas com metais, tais como níquel, cobre e zinco tem sido frequentemente utilizadas na construção de aeronaves. A feita a partir de níquel ligada com molibdênio, titânio, cromo e cobalto são utilizadas em aplicações que envolvam temperaturas extremas, tais como motores a jato.