自然时效是通过把铸铁平板暴露于室外，经过几个月至几年的时间，使铸铁平板尺寸精度达到稳定的一种方法。大量的试验研究和生产实践证明，自然时效具有稳定铸铁平板尺寸精度的良好效果。
然而，经过自然时效的工件，其残余应力的变化并不明显，铸铁平板试样放置一年以后，残余应力仅降低2-10；实测铸铁平板残余应力的结果表明，进行为期一年的自然时效后，大残余应力由80N/mm2降至70N/mm2；平均残余应力由38N/mm2降至80N/mm2，即仅仅降低了大约10-20。由此可见，经自然时效后已停止变形的铸铁平板，仍然残存着相当大的残余应力。对于那些使用时需承受很大载荷的铸铁平板，当在较高残余应力上再叠加使用应力时 有可能影响铸铁平板的使用性能，因此慎重考虑是否应该采用这种时效方法。
        为何自然时效后铸铁平板抗塑性变形能力会有所提高？这是由于在自然时效过程中，铸铁平板中石墨附近应力集中的大应i，由于产生了塑性变形而降低。同时这部分的金属基体也被强化，于是，铸铁平板该处的屈服限在自然时效后提高了，从而又增加了铸铁平板材质的抗变形能力。只有再继续增加铸铁平板载荷应力时，才有可能在铸铁平板应力集中处超过已提高的屈服限，而重新铸铁平板发生新的塑性变形。重新开始的塑性变形，初只出现在数量不大的局部范围内，即在那些石墨分布方向与应力作用方向垂直、应力集中系数大的地方开始，然而随着铸铁平板荷载应力的增加，在越来越多的部位，因作用应力超过金属基体的屈服限，而使铸铁平板塑性变形很快增加。
         露天放置的铸铁平板在经过许多个昼夜交替的过程中，温度变化可能很大，再加上酷暑严寒、剧烈的季节温度变化，会给铸铁平板造成多次反复的温度应力。而且风吹、雨淋也会使铸铁平板不同部位中温度发生急速的不均匀的变化。这种条件下放置的铸铁平板，在温度应力形成的过载下， 促使残余应力发生松弛，从而使其尺寸精度稳定化。这里所指的铸铁平板一般皆属于壁厚差别较大、结构比较复杂的铸铁平板。对于这类铸铁平板，温度变化会引起相当大的温度应力。而对于形状简单、壁厚均匀的铸铁平板，露天时效或在室内进行自然时效，差别 不那么明显。
          自然时效时一种古老而有效的稳定化处理方法。世界上许多的机床生产厂都曾采用过这种方法。但是，这种方法，延长了生产周期，挤压资金，占地场地大，管理比较繁杂。所以逐渐不以此作为一种 立的时效方法。