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铜合金在进行强化处理时，往往会将时效强化和形变强化进行结合，经过变形后的合金在时效处理时往往伴随着再结晶行为的发生。时效过程的析出行为和再结晶的相互作用，对合金的性能有强烈的影响。本节主要探讨合金的时效析出与再结晶的相互作用，以及对合金组织与性能的影响。
合金在形变后的时效过程中，第二相的析出伴随着回复和再结晶过程，它们之间的交互作用，必然会对时效后的组织和性能产生影响 ［21～23］ 。
合金时效析出与形变后的再结晶过程分别满足下列动力学方程：
（3-2）
（3-3）
式中，
t
p
、
t
R
为时效析出和再结晶的孕育期；
A
（
N
）、
B
为常数；
Q
B
、
Q
（
N
）为扩散、再结晶的激活能；
为时效析出的临界形核功。
图3-14为过饱和固溶体的析出与再结晶交互作用示意图，图中， N 1 、 N 2 均为位错密度。当位错密度为 N 1 时，析出与再结晶两个过程没有相互作用。当位错密度为 N 2 < N 1 时，有三种情况，（1） T > T 2 ，发生不连续再结晶；（2） T 2 > T > T 3 ，当 t p < t R ，不连续再结晶受到析出的影响，再结晶前沿位错重排及晶核的形成受到析出行为的阻碍；当 t p ≫ t R 时，在析出之前再结晶就已完成，因此，这两个过程没有相互作用；（3） T < T 3 ，发生连续再结晶，大量的析出相弥散分布使得所有的位错被钉扎，晶界的形成与析出相的粗化同时发生，晶界不能运动，即发生连续再结晶。
图3-14 过饱和固溶体的析出与再结晶交互作用
时效过程中，细小的析出相于位错或亚晶界处优先析出，随着时效时间延长，小颗粒的析出相溶解逐渐形成较大的析出相，使得位错的重排和亚晶界的运动在此处受阻，若变形量继续增加，则在析出相附近的位错环累积增多，形成一个高位错密度区，这些位错的大量塞积有利于再结晶晶核的形成。当合金变形时，内部位错线增多，合金处于高能量状态，为了使能量降低，位错线发生集中排列，将晶粒划分为多个亚晶，若变形继续，则亚晶粒得到细化，位错缠结的胞壁将不断增厚，中间形成无畸变的小区域，形成一个个亚晶粒，当两个亚晶粒相遇时，就会以原位的方式形成一个晶粒，完成再结晶过程。
再结晶初期，择优形成的晶核核心基本上不存在应变，通过晶界的迁移向形变的基体中长大以降低形变储存能，作用在晶界上的力有再结晶时晶界移动的驱动力 f R 、相变驱动力 f p 、Zener力 f V ，其中， f R 、 f p 使自由能降低， f V 使自由能升高。因此，在再结晶过程中，晶界可能被第二相粒子钉扎，也可能移动，使再结晶顺利进行。
在以上几种力的作用下，当∑ P i >0时，晶界才可以移动，∑ P i 表示晶界扫过单位体积区域引起自由能降低的驱动力之和，即 f R + f p - f V >0。
再结晶时，晶界移动的驱动力 f R 为 ［24］ ：
f R = α Gb 2 （ ρ 1 - ρ 0 ）（3-4）
式中， α 为常数； G 为切变弹性模量； b 为柏氏矢量； ρ 0 ， ρ 1 为变形、再结晶后合金的位错密度。
晶界迁移时扫过的变形基体中会留下相间的低密度位错，平衡浓度的固溶体和第二相，因此，造成相变的驱动力也可以推动晶界的迁移，析出过程的相变驱动力 f p 可用下式表示 ［24］ ：
（3-5）
该式适用于理想的稀溶液， x 0 、 x 1 分别表示固溶处理、时效处理温度下固溶体的平衡浓度。
析出相对晶界的“钉扎力”作用于相反的方向，析出相导致单位面积晶界迁移的制动力为Zener力 f V ，为 ［25］ ：
（3-6）
式中， f 为析出相的体积分数； γ b 为界面能； D 为析出相颗粒的直径。
合金在时效初期，择优析出与再结晶同时发生，再结晶晶核通过与析出相的交互作用，以原位再结晶和不连续再结晶的方式生长。当再结晶的晶粒长大，晶界在移动过程中遇到析出相时，晶界的移动方式分为两种：析出相重新溶解，让晶界过去之后在再结晶晶粒内过饱和溶质原子重新析出；在晶界上的析出物，如果是细小相，对晶界有钉扎作用，使晶界不能移动，阻碍再结晶过程，如果析出相粗化，则减弱了钉扎力，使得再结晶前沿界面脱钉而向前推进，把较大的粒子留在再结晶晶粒中。晶界前沿的析出相是否被溶解或粗化，可以通过计算临界尺寸加以说明。由以上两式，如果 f R = f V ，则析出相的临界尺寸为：
（3-7）
式中， γ b 取值0.5J/m 2 ，单纯再结晶驱动力 f R =10MPa， f 取合金在任一状态下的时效时的析出相体积分数，计算其临界尺寸 d ，若 D < d ，则制动力大于驱动力，晶界迁移受阻，晶界迁移需通过这些颗粒的溶解才能实现。若粒子的尺寸较大，则会加速晶界的迁移，促进再结晶的进行 ［26］ 。