调质处理是铝合金强化的核心工艺，保温时间直接关系到沉淀相的大小、分布和体积分数。在人工时效初期(2-4小时)，GP区的形成导致强度迅速上升。此时原子簇的大小约为1-3nm，与基材的合格变化产生强化效果。随着时间的推移(8-12小时)，过渡相θ“沉淀，尺寸增加到5-10nm，与基材半共格结合，强度达到峰值。时效过长(>16小时)θ“相粗化为20-50nm非共格θ相，强度开始下降，塑性回升。在Al-Cu系合金中，这种时效动力学特征尤为典型，Al-Mg-Si系则表现为β"相向β'相的变化。
温度-时间的协同作用不容忽视。160-180℃的低温时效需要20-24小时才能达到峰值强度，190-210℃的中温时效缩短到8-12小时，而220℃以上的高温时效可以在4-6小时内达到峰值，但过时效率的风险急剧增加。双极时效通过先在低温(120℃)形成高密度GP区，再升至中温(170℃)，促进对称沉淀，在保持强度的同时提高抗晶间腐蚀性能30%-40%。
合金成分对时效响应有显著调配。Al-Cu合金中加入少量Ag可以形成Ω相，时效窗口延伸至12-36小时；含有Sc/Zr的铝合金因形成Al3(Sc,Zr)纳米粒子，时效曲线呈现双峰特征。当7xxx系合金在120℃时效时，高Zn含量，η'相变速度较慢，允许保温超过48小时仍然保持T6状态。
在工业领域，时效制度应根据服务条件进行改进。大多数零件使用拖欠时效(90%峰值强度)来提高冲击韧性；航空航天部件追求峰值时效后的稳定处理(200℃)×2h 160℃×8小时)，消除残余应力，抑制后续服务中的性能衰减。即时电阻监测和DSC分析可以准确判断更好的时效终点，防止传统硬度测试的滞后。
