Starenje je vrsta toplinske obrade koja se koristi u metalurgiji za jačanje metalnih legura. Naziva se i precipitacijsko stvrdnjavanje, jer jača metal stvaranjem čvrstih nečistoća, ili taloženja, u leguri što sprječava dislokacije u kristalnoj strukturi legure. Njegovo ime potječe od točke u procesu stvrdnjavanja u kojoj metal stari, bilo zagrijavanjem tijekom dužeg vremena ili držanjem na nižoj temperaturi dulje vrijeme prije upotrebe kako bi se ovi talozi mogli stvoriti. Ovaj tretman se koristi na kovnim legurama, kao što su one izrađene od nikla, magnezija i titana, kao i na nekim vrstama čelika.
Metal koji je podvrgnut starenju se zagrijava na visoku temperaturu, koja varira ovisno o materijalima koji se koriste i željenim svojstvima konačnog rezultata. Na primjer, marging čelik se toplinski obrađuje na oko 1510°F (oko 820°C). Dodaju se legirajući materijali i ostavljaju da difundiraju kroz metal sve dok zagrijani metal nije njima prezasićen, što znači da je količina tih materijala otopljenih u metalu veća nego što bi bila moguća za čvrstu otopinu na sobnoj temperaturi.
Zatim se metal stari. U nekim legurama to se postiže zagrijavanjem metala nekoliko sati na temperaturi nižoj od one u početnoj fazi, ali još uvijek mnogo toplijoj od sobne temperature. Ostale legure čuvaju se danima ili tjednima na sobnoj temperaturi. Na nižim temperaturama više nije moguće da svi legirni materijali ostanu otopljeni u prezasićenom metalu, pa se dio njih taloži i odvaja od čvrste otopine, postajući nečistoće raširene po metalu. Temperatura na kojoj se odvija proces starenja utječe na to kako se ta taloženja događa, a time i na mehanička svojstva rezultirajuće legure.
Ove nečistoće nastale procesom stvrdnjavanja ojačavaju metal ometajući kretanje kristalografskih defekata zvanih dislokacije, koje su rezultat neusklađenosti atoma koji tvore kristalnu strukturu metala. Dislokacije čine metal osjetljivijim na nepovratno savijanje vanjskih sila. Njihova otpornost na pomicanje daje starenjem kaljenim legurama visoku čvrstoću tečenja i sposobnost otpornosti na trajnu deformaciju kada su pod velikim naprezanjem.
Legure stvorene procesom stvrdnjavanja starenjem imaju mnoge primjene, posebno u aplikacijama gdje su potrebne visoka čvrstoća i dobre performanse pri visokim temperaturama. Maraging čelik se koristi u dijelovima motora te u konstrukciji projektila i raketa. Starošću kaljene aluminijske legure izrađene od metala kao što su nikal, bakar i cink često se koriste u konstrukciji zrakoplova. Legura Rene 41, izrađena od nikla legiranog molibdenom, titanom, kromom i kobaltom, koristi se u aplikacijama koje uključuju ekstremno naprezanje i temperaturu, kao što su mlazni motori.