Utwardzanie wydzieleniowe lub umocnienie wydzieleniowe (błędnie nazywane też umocnieniem/utwardzeniem dyspersyjnym) – metoda obróbki cieplnej metali prowadząca do zwiększenia wytrzymałości mechanicznej oraz granicy plastyczności materiałów ciągliwych, w tym większości stopów konstrukcyjnych aluminium, magnezu, niklu, tytanu, niektórych stali oraz stali nierdzewnych. Dla specjalnych stali nierdzewnych utwardzanych wydzieleniowo można uzyskać odporność na korozję i wytrzymałość mechaniczną wymaganą w szczególnych warunkach. Wzmocnienie/umocnienie jest efektem wydzielenia nadmiaru rozpuszczonego składnika z przesyconego roztworu stałego, w formie innych faz metastabilnych oraz stabilnych. W temperaturze niższej prowadzi to w efekcie do zmiany struktury i właściwości stopu. Różne fazy powodują różne efekty umocnienia, dlatego też dzięki obróbce cieplnej możemy zmieniać własności stopów umacnianych wydzieleniowo w szerokim zakresie.
W przypadku nadstopów powoduje swego rodzaju anomalię granicy plastyczności (granica plastyczności wzrasta wraz z temperaturą), prowadzi to do wysokiej wytrzymałości w podwyższonych temperaturach.
Warunki stosowania Utwardzanie wydzieleniowe jest możliwe tylko dla stopów, w których: