回火是把淬火鋼在熱處理爐中加熱到Ac1以下的某一溫度保溫后進行冷卻的熱處理工序。

回火可以消除工件淬火時產生的殘余應力，防止變形和開裂，可以調整工件的硬度、強度、塑性和韌性，達到使用性能的要求，穩定組織與尺寸，保證精度，改善和提高加工性能。熱處理過程中鋼的回火加熱溫度不高于臨界點Ac1以提高韌性、穩定組織和消除殘余應力為目的，回火前一般為淬火狀態，有些經正火處理的鋼件也用回火達到上述目的。回火過程包括馬氏體分解，碳化物的析出、轉化、聚集和長大，鐵素體回復和再結晶，殘留奧氏體分解等四類反應。

工件在150-250℃進行的回火稱為低溫回火。目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火殘留應力和脆性。回火后得到回火馬氏體，具有高的硬度和耐磨性。一般應用于刃具、量具、模具、滾動軸承、滲碳及表面淬火的零件等。工件在350-500℃之間進行的回火稱為中溫回火。目的是得到較高的彈性和屈服點，以獲得適當的韌性。回火后得到回火屈氏體，指馬氏體回火時形成的鐵素體基體內分布著極其細小球狀碳化物（或滲碳體）的復相組織。具有較高的彈性極限、屈服點和一定的韌性。應用范圍于彈簧、鍛模、沖擊工具等。工件在500℃以上進行的回火稱為高溫回火。目的是得到強度、塑性和韌性都較好的綜合力學性能。回火后得到回火索氏體，指馬氏體回火時形成的鐵素體基體內分布著細小球狀碳化物（包括滲碳體）的復相組織。廣泛用于各種較重要的受力結構件，如連桿、螺栓、齒輪及軸類零件等。

合金元素可以提高鋼的耐回火性（耐回火性是工件回火時抵抗軟化的能力）。大多數合金元素有延緩回火轉變的作用，所以合金鋼的綜合力學性能比碳鋼好。還可以產生二次硬化（二次硬化是一些高合金鋼在一次或多次回火后硬度上升的現象）。原因是碳化物彌散析出和（或）A’轉變為M或B。這對高速切削刀具和熱變形模具用鋼極為重要。

回火是熱處理中一道重要工序，合理控制回火溫度和時間對提高鋼的性能有很大幫助。