Выделение избыточной фазы из пересыщенного раствора при пониженных температурах приводит к повышению прочности и твердости сплава. Это и называют дисперсионным упрочнением (твердением) или старением. Во время старения обычно возникает множество выделений, равномерно распределенных по всему объему сплава. Особенно много их во время выдержки при комнатной температуре. В этом случае распад пересыщенного раствора происходит медленно и его называют естественным старением.
С подогревом сплава выделение интенсифицируется и называется искусственным старением. На начальных стадиях естественного старения в пересыщенном растворе (рис. 1, а) возникают обогащенные растворенным компонентом участки, называемые зонами Гинье—Престон (рис. 1, б). Они имеют вид дисков диаметром в десятки и толщиной в несколько межатомных расстояний.
Благодаря диффузии они могут укрупняться и объединяться или рассеиваться. На первый взгляд, образование зон Гинье — Престона энергетически неоправданно и должно приводить к повышению термодинамического потенциала сплава.
Согласно рис. 2, а, термодинамический потенциал однородного пересыщенного раствора (Za) ниже, чем неоднородного (Zб), состоящего из обогащенных компонентом Б зон состава Св и раствора состава Сг.
Это повышение термодинамического потенциала (ΔZ = Zб — Za) может быть скомпенсировано другими процессами, снижающими термодинамический потенциал больше чем на ΔZ. К такому снижению может приводить устранение дефектности исходного раствора, например уменьшение концентрации избыточных вакансий. Избыточные вакансии взаимодействуют с атомами растворенного компонента. Энергия связи их приблизительно равна 1 эв. Поэтому в пересыщенном закаленном растворе устойчивы комплексы вакансия — растворенный атом или двойная вакансия — растворенный атом. Перемещение избыточных вакансий к стокам сопровождается и диффузией компонента Б в том же направлении. В месте стока вакансий растворенные атомы сегрегируют и образуются зоны Гинье — Престона. Используя это представление, объясняют и высокую скорость образования зон. Они не имеют определенной структуры и представляют собой искаженные участки твердого раствора, обогащенные растворенным компонентом.
