振動時效消除殘余應力就是將激振器緊緊固定于工件上施加機械振動，工件放置于橡膠塊或者其他彈性支撐上，以防止地面對振動的阻尼作用，振動頻率通過控制器控制調節電機轉速獲得，頻率通常在167HZ以內，整個設備消耗電能很低，一般不超過1KW，對于大多數工件，15分鐘振動即可消除或均化應力，使工件尺寸穩定精度提高，處理的工件重量從幾十公斤到上百噸。

自然時效和熱時效，即工件露天長時間放置，由于溫度的自然變化以及其它環境變化使工件的尺寸日趨穩定。一般說來這需長達兩年的時間。用木錘敲擊工件，用風握直接振動等，在實際生產中都有應用，有人認為用機械施加工件即相當于加速自然時效，這種方法在國外早有專刊。它的基本原理就是采用激振器的周期外力－激振力的作用下，使之與工件發生共振（激振器產生與工件本征頻率相一致的振動頻率）。從而獲得相當大的振動能量，這種能量可以和熱能相比的、共振中交變的初應力與殘余應力相疊加，驅使工件產生更大的振動，發生局部屈服，使晶體內部錯位和晶界產生微觀滑移，引起微量塑性變形，促使大量錯位一部分釘軋在雜質上，另一部分聚集到晶粒間界上，另外還有一部分錯位獲得足夠大的能量，可以穿過晶界而進入另一個晶粒內，這樣從總體看工件的殘余應力得到松弛或均化，在宏觀上表現為尺寸穩定、剛度、耐腐蝕性、耐疲勞性提高，金屬內耗下降，塑性得到改善。由于晶粒內位錯大量聚集在晶界和雜志上，所以造成各個晶粒內應力的完全不均勻性，使微觀應力提高。由此錯位處在更大的大型應力場內，滑移阻尼增大，所以位錯再滑移是非常困難的。


與自然時效和熱時效兩種方法相比，振動時效具有無可比擬的優越性，其特點是：

（1）降低工件內殘余應力（峰值應力）30％以上，同時使殘余應力分布均勻并處于相對穩定狀態。
（2）振動時效處理的工件可提高抗變形能力，與熱時效和自然時效相比，振動時效處理的工件的抗靜載荷變形能力提高35％以上，抗動載荷變形能力可提高1-3倍。
（3）勞動條件好，無污染，工件沒有氧化脫碳現象，無須清理氧化皮，工件保持原由的金屬光澤。
（4）振動時效處理后，工件尺寸穩定性提高30-50％。
（5）顯著節能，降低成本，縮短周期，與熱時效相比，振動時效節約成本90％以上，自然時效周期要半年以上，熱時效要1-2天，而振動時效通常僅需半小時，最長不超過50分鐘。
（6）設備投資不到熱時效的1/10，而且維修簡單，維修費用低。
（7）設備輕便易于攜帶，工藝簡單，適應性強，自動化程度高。