时效是指材料或工件经固溶处理或淬火后在室温或高于室温的适当温度保温，从过饱和固溶体中析出细小沉淀相强化的热处理工艺。一般地讲，经过时效，硬度和强度有所增加，塑性韧性和内应力则有所降低。

时效硬化现象最先由德国学者A.维尔姆^[注]于1906年在研究Al-Cu-Mg系硬铝合金时发现，之后在其他铝合金系中也发现了这种现象。1938年，法国学者A.吉尼尔^[注]和比利时学者G.D.普雷斯顿^[注]各自独立地阐明了铝合金的时效硬化是由溶质原子形成的富集区（G.P.区）所致。可热处理强化铝合金，淬火后形成过饱和固溶体，在室温或稍高温度加热发生分解，其过程通常包括G.P.区、亚稳定相（铝铜系合金用θ和θ′表示，铝镁硅系合金用β表示，铝锌镁系和铝锌镁铜系合金用η和t表示等）和稳定相三个阶段。G.P.区是与铝基体完全共格的，亚稳定相与铝基体部分共格，稳定相与铝基体非共格。共格或部分共格都能引起铝基体晶格的畸变，因而导致铝合金硬度和强度的升高以及其他性能的变化。当析出非共格的稳定相时，合金即开始“软化”，强度降低。不同系的铝合金，从G.P.区到亚稳定相再到稳定相的具体析出顺序是不同的。常用工业铝合金的时效序列如下：铝铜系合金：G.P.区（盘状）～θ′（盘状）～θ（CuAl₂，片状）；铝铜镁系合金：G.P.区（杆或球状）～s′～s（Al₂CuMg，针状或球状）；铝镁硅系合金：G.P.区（杆状）～β″～β′～β（Mg2Si，针状）；铝锌镁系合金：G.P.区（球状）～η′（片状）～η（MgZn₂，球状）或t′～t（Mg₃Zn₃Al₂）。为了提高铝合金的强度，通常将其时效到强的峰值状态，称为峰值时效（用t6表示）。为了提高铝合金的断裂韧性和抗应力腐蚀性能，还可采用双级过时效处理（用t73或t74表示），此时虽然损失了一部分强度，但却提高了合金的综合性能。铝合金时效工艺示例如图。

对于钢铁材料，在高温时溶于铁中的少量氮和碳，经时效处理从铁中析出，形成细小弥散的碳化物和氮化物颗粒，从而使钢材的硬度、强度提高，塑性、韧性下降。不同种类钢材的时效硬化过程和时间长短不同。

铝合金时效工艺