Ein Ausfällungsprozess ist eine diffusonskontrollierte Phasenumwandlung, bei der aus einer übersättigten festen Lösung fein verteilte Teilchen einer neuen Phase entstehen. In Legierungen steuern Keimbildung, Wachstum, Koarsening und Kohärenz der Ausscheidungen die Festigkeit, Zähigkeit und Kriechbeständigkeit. Beispiele sind Ausscheidungshärtung in Al-, Ni- oder Cu-Legierungen. Thermodynamik und Kinetik werden häufig mit Zustandsdiagrammen und CALPHAD-Modellen beschrieben.