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在日常生活中常能发现，像低碳钢板这类材料，在经过热加工或者冷加工之后，放置在室温环境下一段时间，它的机械性能出现了变化。这种金属材料的性能会随着时间的不断延长而发生改变，这种现象就被称为时效。
时效的条件
时效常常会导致材料的性能变差，在生产实际中需要注意加以防止。同时，也可以掌握时效的变化规律，以便在生产中对其进行利用。因为钢材的化学成分有所差异，预先的热加工或冷加工以及使用温度各不相同，所以钢的时效会有不同的表现。
钢材固溶处理后急冷至时效温度，合金元素会处于过饱和状态。若合金元素仍有扩散能力，随着时间增加，钢材中的合金元素会从固溶体中脱落或沉淀，从而使材料性能发生变化，此过程叫做时效。
材料性能随时间发生变化的过程都被统称为时效过程，这就是时效过程的定义。
时效的条件：
1） 对合金元素具有一定的溶解度；
2） 溶解度随温度的降低而减小；
3） 高温固溶的合金元素，急冷后成为过饱和状态；
4） 在低温状态下，合金元素仍具有一定的扩散速度。
时效现象是一种自发现象。它是由非平衡状态向平衡状态进行转变的。如果固溶处理之后以极缓慢的速度进行冷却，目的是达到平衡状态，并且未经冷变形，那么在这种情况下，时效现象就不会出现。
钢的时效现象主要是由钢中的碳和氮这两种间隙原子引起的。碳和氮属于钢中的间隙原子，一般在室温下，间隙原子都具有一定的扩散能力。它们的溶解度会随温度的降低而减小。所以，只要经过固溶处理后快速冷却，使它们形成过饱和状态，就能够产生时效现象。因此，时效现象可以分为淬火时效和应变时效（形变时效、机械时效）。淬火时效会使固溶体快速冷却到某一温度，从而引发沉淀硬化。在这个温度下，第二相元素会处于过饱和状态。当处于较高温度且多次应用时，会发生沉淀现象，进而导致屈服强度、拉伸强度和硬化程度增加。
应变时效是在塑性变形后某些材料里会出现的一种现象。对于低碳钢板来说，应变时效会使得不连续屈服再次出现，同时屈服强度和硬度会增加，韧性会减少，然而拉伸强度却没有明显的变化。
性能变化
由于材料发生时效，其性能将发生较大的变化，主要有以下变化:
1） 材料的硬度增加；
钢的强度方面，屈服强度会增加，抗拉强度也会增加或者保持不变；在塑性和韧性方面，延伸率会降低，断面收缩比会降低，抗冲击功也会降低。
某些电学性能发生了变化，比如电阻降低了；某些物理性能也发生了变化，例如磁矫顽力提高了。
过时效
时效过程是一种自发现象，它由非平衡状态向平衡状态转变。碳、氮等间隙原子处于过饱和状态，在低温时凭借扩散能力，从固溶体中脱落（或沉淀），从而致使材料的性能发生变化。为保证所要求带钢的各种性能，我们必须采用相应的生产工艺措施，以防止带钢时效现象的发生。这些相应的生产工艺措施就是过时效。
在连续退火炉中设置了过时效段。此段用于对一些有过时效要求的钢种进行时效处理，这些钢种包括 DQ-AK、DDQ-AK、DP 钢、TRIP 钢等。在钢种的过时效温度范围内，要使带钢保持足够的过时效时间，让碳、氮等间隙原子充分析出。然而，这类钢中碳、氮的析出与普通低碳钢的析出有很大区别，主要是因为这类钢同时添加了铝、钒、铌等合金元素。这些元素会与氮形成稳定的氮化物并同时析出，从而使铁素体基体强化（称为第二相的弥散硬化），还能使晶粒细化，使钢的强度和韧性都能显著提高，同时也能抑制较低温度的时效现象。
以下是时效性对冲压影响的具体分析及应对措施：
1. 时效性对冲压的影响
（1）机械性能变化
时效后钢材的屈服强度（YS）有所上升。这使得冲压所需的成形力增大了，同时也导致模具的磨损加剧了。
塑性下降表现为延伸率降低，这种情况容易引发冲压开裂，尤其对于复杂形状的零件钢材屈服比，像深冲件、翻边件等。
时效可能使材料的各向异性增强，从而导致成形不均匀，例如会出现制耳效应。
（2）残余应力与尺寸稳定性
冲压后的零件如果有残余应力，在长期存放的过程中，有可能因为应力的释放而出现翘曲、扭曲等变形方面的问题，进而对装配精度产生影响。
（3）成形性劣化
时效硬化后的材料，其成形极限图（FLD）向左移动，这使得材料的极限拉深比（LDR）降低，同时也增加了拉深破裂的风险。
高强钢包括 DP 钢和 TRIP 钢，烘烤硬化钢为 BH 钢。对于这些钢，时效性在工艺设计中需要特别加以考虑。
（4）表面质量与回弹
强度升高会使回弹量增大钢材屈服比，这种回弹量的增大进而会影响零件的尺寸精度，同时也会增加模具调试的难度。
表面应变时效有可能引发吕德斯带。吕德斯带会导致冲压件表面出现不均匀应变条纹。
（5）储存条件的影响
潮湿环境里，部分钢种像含磷高强钢这类，有可能会由于时效以及腐蚀同时起作用，从而使性能恶化得更加厉害。
2. 应对措施
（1）材料选择与处理
选用时效敏感性较低的材料，例如超低碳钢（IF 钢），或者选用添加了稳定化元素（Ti、Nb）的钢种。
烘烤硬化钢（BH 钢）的应用在于：通过人工时效（例如涂装烘干等方式）来提升其强度，并且在冲压之前能够保持良好的成形性。
去应力退火：对冲压后的零件进行低温退火，消除残余应力。
（2）工艺优化
控制库存周期：避免冷轧钢板长期存放（建议
调整冲压参数：针对时效后的材料强度这一情况，要对压边力进行优化，同时改善润滑条件，并且调整模具间隙。
预应变处理：通过预拉伸或预变形加速时效过程，稳定材料性能。
（3）模具设计与模拟
补偿回弹设计：基于材料时效后的回弹趋势，修正模具型面。
CAE 仿真：利用有限元分析，比如通过这种分析来预测时效对于冲压所产生的影响，并且对工艺窗口进行优化。
（4）质量控制
定期对材料性能进行检测，要监控库存钢材的屈服强度，还要监控库存钢材的延伸率，同时也要监控库存钢材的时效指数（如 BH 值）。
加速时效试验：利用加热的方式，比如 100°C 持续加热 1 小时，以此来模拟长期的自然时效，进而提前对冲压风险进行评估。
3. 典型应用场景
汽车覆盖件中，BH 钢能够通过涂装烘干这一方式来实现时效强化。并且，在这一过程中，它既兼顾了冲压成形性，又兼顾了零件强度。
精密电子件：需严格控制储存条件，防止因时效导致尺寸超差。
DP 钢零件需在冲压后快速进入下一工序，以避免性能波动；马氏体钢零件也需在冲压后快速进入下一工序，以避免性能波动。
总结
钢的时效性对冲压的影响主要表现在以下几个方面：材料会硬化，塑性会下降，回弹会增大，尺寸稳定性会降低。通过合理地选择材料、对工艺进行优化以及设计模具，能够有效地控制时效性带来的负面影响，并且可以利用烘烤硬化等特性来提升零件的性能。在实际的生产过程中，需要结合材料的特性、储存的周期以及零件的要求来制定具有针对性的策略。
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