一般来说，时效是对于有色金属而言的，其目的是进一步强化材料，使材料硬度提高，强度提高。而回火是对于钢材来说的，其目的一般是用以减低或消除淬火钢件中的内应力，提高组织稳定性，或者降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。
将淬火后的金属工件置於室温或较高温度下保持适当时间，以提高金属强度的金属热处理工艺。室温下进行的时效处理是自然时效；较高温度下进行的时效处理是人工时效。在机械生产中，为了稳定铸件尺寸，常将铸件在室温下长期放置，然后才进行切削加工。这种措施也被称为时效。但这种时效不属於金属热处理工艺。
20世纪初叶，德国工程师A.维尔姆研究硬铝时发现，这种合金淬火后硬度不高，但在室温下放置一段时间后，硬度便显著上升，这种现象后来被称为沉淀硬化。这一发现在工程界引起了极大兴趣。随后人们相继发现了一些可以采用时效处理进行强化的铝合金、铜合金和铁基合金，开创了一条与一般钢铁淬火强化有本质差异的新的强化途径——时效强化。
时效与回火的区别是固溶体从高温到低温时是否发生了基体晶体结构的转变
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