振动时效过程本质上是金属材料中晶位错动、增殖、堵塞和缠结的过程。振动时效在稳定工件尺寸精度和提高抵抗静态和动态载荷变形的能力方面优于热时效。这也是许多机械行业应用振动时效工艺的原因之一。
对于振动老化过程中的机理，国内外已进行了大量的研究工作，并取得了以下共识。振动时效是对金属元件施加周期性力(动应力)。在振动时效过程中，应用于金属构件各部分的动态应力与内部残余应力重叠。如果叠加尺寸大于金属零部件的屈服极限，金属零部件的光栅就会滑动，发生微小的塑性变形，达到终残余应力的意图。
在焊接、铸造、锻造和机械加工过程中，时效机的金属构件会产生残余应力，地影响构件的尺寸稳定性、刚度、强度和加工功能。“时效”是一种降低残余应力，稳定零件尺寸精度的方法。目前消除残余应力常用的方法有热时效、自然时效和振荡时效。
