Ausfällungsphänomene beschreiben die Bildung einer zweiten Phase aus übersättigten Festlösungen, oft durch Ausscheidungshärtung genutzt. Keimbildung und Wachstum von Ausscheidungen werden durch Diffusion, Gitterfehlordnung, Versetzungen und Grenzflächenenergie gesteuert. Größe, Verteilung und Kohärenz der Ausscheidungen beeinflussen Festigkeit, Zähigkeit und Kriechverhalten. Gezielt gesteuerte Wärmebehandlung erlaubt optimierte Mikrostrukturen, etwa in Al- und Ni-Legierungen.