振动时效的实质是通过振动的形式给工件施加一个动应力，当动应力与工件本身的残余应力叠加后，达到或超过材料的微观屈服极限时，工件就会发生微观或宏观的局部、整体的弹性塑性变形，同时降低并均化工件内部的残余应力，最终达到防止工件变形与开裂，稳定工件尺寸与几何精度的目的。

在机械生产中，振动时效机设备为了稳定铸件尺寸，常将铸件在室温或室外自然环境下长期放置，然后才进行切削加工。这种措施被称为自然时效，它是借助外界温度的变化及较长间的放置使工件的内应力得以释放，使一些内部组织得以稳定。但这种时效不属于金属热处理工艺。经过长期反复研究证实，时效强化的实质是从过饱和固溶体中析出许多非常细小的沉淀物颗粒，形成一些体积很小的溶质原子富集区。

振动时效工艺是通过专用的激振设备使工件产生振动，振动产生的动应力与工件内部原有的残留应力相叠加，达到均化内应力，减少工件变形的效果，其耗能设备仅为振动机械（电机），且一般处理一个工件仅需30分钟左右，时间短、能耗小。

振动时效机是通过专门的振动设备，如果想要测出一个物体的自身震动频率，需要控制激振器，给物体施加一个与其共振频率相适应的周期激振力使物体产生共振。物体本身的各个部位获得一定的振动能量，这种能量一部分使物体产生宏观谐振，另一部分消耗在物体内部阻尼和微观的塑性变形上。

从宏观的角度分析，振动时效使零件产生塑性变形，降低和均化残余应力并提高材料的抗变形能力，无疑是导致零件尺寸精度稳定的基本原因。由振动时效的加载试验结果可知，振动时效件的抗变形能力不仅高于未经时效的零件，也高于经热时效处理的零件。

振动时效设备应用的行业：结构件、铸造件、焊接件、铸造件、不锈钢件、人防工程、防爆开关、绣花机、缝纫机、化工机械、数控机床、大型水轮发电机、矿山机械、轴类、大型水泵、模具、金属带锯床、电缆线绞线机、石油机械、变速箱壳体、建筑工程机械、电火花切割机床、大型钢厂、大型热能发电厂、汽车零配件等。