Unter Präzipitation (Ausscheidung) versteht man in der Werkstoffkunde die Bildung einer zweiten, meist fein verteilten Phase aus einer übersättigten festen Lösung. Dieser Vorgang wird durch Diffusion gesteuert und typischerweise durch geeignete Wärmebehandlungen (Lösungsglühen, Abschrecken, Auslagern) gezielt eingestellt. Die entstehenden Ausscheidungen beeinflussen mechanische, thermische und korrosionsrelevante Eigenschaften erheblich.

Ein zentrales Anwendungsfeld ist die Ausscheidungshärtung. Feindisperse, kohärente oder teilkohärente Präzipitate behindern die Versetzungsbewegung (Schubspannungsanstieg durch Schneid- oder Umgehungsmechanismen nach Orowan) und führen so zu deutlich erhöhter Streckgrenze und Festigkeit. Größe, Form, Verteilung, Volumenanteil und Kohärenzgrad der Ausscheidungen bestimmen das resultierende Eigenschaftsprofil. Nanopräzipitationen sind hierbei besonders effektiv.

Das Präzipitationsverhalten umfasst Keimbildung (homogen oder heterogen, z. B. an Korngrenzen oder Defekten), Wachstum, Koarsening (Ostwald-Reifung) sowie mögliche Phasenfolgen mit metastabilen Zwischenstufen (sekundäre und tertiäre Ausscheidungen). Dynamische Ausscheidungen können unter Belastung oder während der Umformung auftreten und das Gefüge in situ modifizieren. Spezielle Phänomene wie diskontinuierliche Ausscheidungen an Korngrenzen beeinflussen etwa Kriechverhalten und interkristalline Korrosion.

Die Beschreibung von Ausfällungsphänomenen erfordert eine Kombination aus Phasendiagrammen, thermodynamischen Berechnungen (CALPHAD), kinetischen Modellen (z. B. LSW-Theorie für Koarsening) sowie hochauflösenden Charakterisierungsmethoden (TEM, 3D-Atomsonde). Ein präzises Verständnis der Präzipitation ist grundlegend für die gezielte Legierungsentwicklung, z. B. bei Aluminium‑, Nickelbasis- und hochentropen Legierungen.