鑄件在冷卻過程中，由于各部位冷卻速度不同造成收縮不一致，形成內應力，這種內應力能通過鑄件的變形得到緩解，但是這一過程一般是較緩慢的。因此，鑄件在形成后都需要進行時效處理，尤其對一些大型、復雜或加工精度較高的鑄件（如床身、機架等）。時效處理一般有兩種方法，即自然時效和人工時效。自然時效是將成形鑄件長期放置在室溫下以消除其內應力，這種方法時間較長（半年甚至一年以上）。為縮短時效時間，現在大多數情況下采用人工時效（即時效退火）的方法來消除鑄件內應力，其原理是將鑄件重新加熱到530~620℃，經長時間保溫(2~6h)，利用塑性變形降低應力，然后在爐內緩慢冷卻至200℃以下出爐空冷。經時效退火后可消除90%以上的內應力。典型時效退火工藝曲線如圖1所示。

圖1 典型時效退火工藝曲線

時效退火溫度越高，鑄件殘余應力消除越顯著，鑄件尺寸穩定性越好；但隨著時效溫度的提高，時效后鑄件的力學性能會有所下降，因此，要合理制定鑄件時效退火的最高加熱溫度。一般可按下式選擇：

T/℃=480+0.4σ_b/MPa

保溫時間一般按每小時熱透鑄件25 mm計算。加熱速度一般控制在80℃/h以下，復雜零件控制在20℃/h以下。冷卻速度應控制在30℃/h以下，200℃后空冷。

鑄件表面被切削加工后破壞了原有應力場，會導致鑄件應力的重新分布，所以時效退火最好在粗加工后進行。對于要求特別高的精密零件，可在鑄件成形和粗加工后進行兩次時效退火。