经淬火后的铝合金强度、硬度随时间延长而发作显着进步的现象称之为时效，也称铝合金的时效硬化。这是铝合金强化的重要办法之一。
由定义可知，铝合金时效强化的前提，首先是中止淬火，取得饱和单相组织。在快冷淬火取得的固溶体，不只溶质原子是过饱和的，而且空位(晶体点缺陷)也是过饱和的，即处于双重过饱和状态。以Al -4%Cu合金为例，固溶处置后，过饱和α固溶体的化学成分就是合金的化学成分，即固溶体中钢含量为4%。由Al-Cu 相图可知，在室温均衡态下，α固溶体的含铜量仅为0.5%，故3.5%Cu过饱和固溶于α相中。当温度接近纯铝熔点时，空位浓度接近10-3数量级，而在常温下，空位浓度为10-11数量级，二者相差10-8级。经研讨可知；铝合金固溶处置温度越高，处置后过饱和水平也越大，经时效后产生的时效强化效果也越大。因而固溶处置温度选择准绳是：在保证合金不过烧的前提下，固溶处置温度尽可能进步。
固溶处置后的铝铜合金，在室温或某一温度下放置时，发作时效过程。此过程本质上是第二相Al2Cu从过饱和固溶体中沉淀的过程。这种过程是经过成型和长大中止的，是一种扩散型的固态相变。它依下列次第中止：a过→G.P区→θ’’相→θ’相→θ相
G.P区就是指富溶质原子区，对Al-Cu合金而言，就是富铜区。铝钢合金的G.P区是铜原子在(100)晶面上偏聚或从聚而成的，呈圆片状。它没有完好的晶体构造，与母相共格。200℃不再生成G.P 区。室温时效的G.P区很小，直径约50A，密度为1014-1015/mm3，G.P区之间的间隔为20-40 ?。130℃时效15h后，G.P 区直径长大到90 ?，厚为4-6 ?。温度再高，G.P区数目开端减少。它能够在晶面处惹起弹性应变。θ’’相是随时效温度升高或时效时间延长，G.P区直径急剧长大，且铜、铝原子逐步构成规则排列，即正方有序构造。在θ’’过渡相左近构成的弹性共格应力场或点阵畸变区都大于G.P区产生的应力场，所以θ’’相产生的时效强化效果大于G.P区的强化作用。θ’相是指当继续增加时效时间或进步时效温度，θ’’相转变成为θ’相。θ’相属正方构造，θ’在(001)面上与基体铝共格，在z轴方向由于错配渡过大，在(001)和(100)面上共格关系遭到局部毁坏。θ相是均衡相，θ相的成分是Al2Cu，为正方有序构造。由于θ相完好脱离了母相，完好丧失了与基体的共格关系，惹起应力场显着削弱。这也就意味着合金的硬度和强度显着降落。
影响时效强化效果的要素有哪些？
时效是按一定次第中止的，强化效果受以下要素影响。
(1) 时效温度。固定时效时间，对同一成分的合金而言，时效温度与时效强化效果(硬度)之间关系。在某一时效温度时，能取得Z大硬化效果，这个温度称为Z佳时效温度。不同成分的合金取得Z大时效强化效果的时效温度是不同的。统计标明，Z佳时效温度与合金熔点之间存在如下关系：
T0 = (0.5 – 0.6)T
(2) 时效时间。硬度与强度峰值呈往常θ’’相的末期和θ’过渡相的初期，θ’后期已过时效，开端软化。当大量呈现θ相时，软化已十分严重。故在一定的时效温度内，为取得Z大时效强化效果，应有一Z佳时效时间，即在θ’’产生并向θ’转变时所需的时间。
(3) 淬火温度、淬火冷郄速度和淬火转移时间。理论证明，淬火温度越高，淬火冷郄速度越快，淬火中间转移时间越短，所取得的固溶体过饱和水平越大，时效中止后强化效果越大。
(4) 时效工艺。时效可选单级或分级时效。单级时效指在室温或低于100℃温度下中止的时效过程。它工艺简单，但组织平均性差，抗拉强度、屈从强度、条件屈从强度、断裂性、应力腐蚀抗力性能很难得到良好的配合。分级时效是在不同温度下中止两次时效或屡次时效。在较低温度中止预时效，目的在于在合金中取得高密度的G.P区，由于G.P区通常是平均成核的，当其抵达一定尺寸后，就能够成为随后沉淀相的中心，从而进步了组织的平均性。在稍高温度坚持一定时间中止Z终时效。由于温度稍高，合金进入过时效区的可能性增大，故所取得合金的强度比单级时效略低，但是这样分级时效处置后的合金，其断裂性值高，并改善了合金的抗腐蚀性，进步了应力腐蚀抗力。
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