大量的研究和实际应用证明，振动时效对工件的时效效果好于烧煤、重油或煤气的热时效炉，而基本与电炉的时效效果相近，因为振动时效不仅克服了热时效炉温不均而造成消除应力不均匀之难题，而且避免了工件因加热而降低其抗变形能力和二次热应力的影响，所以一般经振动时效处理的工件较一般热时效处理的工件的尺寸稳定性可提高30%以上。
振动时效的过程实质上是金属材料内部晶体位错运动、增殖、塞识和缠结的过程 振动时效优于稳定工件尺寸精度，提高静音、动态载荷变形能力。 这也是机床行业大多应用振动时效技术的原因之一。 从微观上看，当温度达到零度以上时，金属原子总是进行质子运动，这些原子质子在自残馀应力的影响下处于不平衡运动状态，但需要能量才能回到平衡位置。 振动时效是对金属元件提供机械能，限制金属原子复位，释放残余应力，提高金属原子返回平衡位置的速度。
从宏观的角度分析，时效振动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，无疑是导致零件九工尺寸精度稳定的基本原因。由时效振动的加载试验结果可知，时效振动件的抗变形能力不仅未经时效的零件，也经热时效处理的零件。
从微观方面分析，时效振动可视为一种以循环载荷的形式施加于零件上的一种附加的动应力。从错位、晶格滑移等金属学理论上解释，其主九工要观点是时效振动处理九工过程实际上是通过在工件的共振状态下，给九工工件的每一部位（晶格）施加一定的动能量，如果施加的这个能量值与微观组织本身原有的能量值之和，足以克服微观组织周围的井势（恢复平衡的束缚力），则微观区域必然会产生塑性变形，使产生残余应力的歪曲晶格得以慢慢地恢复平衡状态，使应力集中处的错位得以滑移并重新钉扎，达到消除和均化残余应力的目的。
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