回火是把淬火钢在热处理炉中加热到Ac1以下的某一温度保温后进行冷却的热处理工序。
回火可以消除工件淬火时产生的残余应力，防止变形和开裂，可以调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能的要求，稳定组织与尺寸，保证精度，改善和提高加工性能。热处理过程中钢的回火加热温度不高于临界点Ac1以提高韧性、稳定组织和消除残余应力为目的，回火前一般为淬火状态，有些经正火处理的钢件也用回火达到上述目的。回火过程包括马氏体分解，碳化物的析出、转化、聚集和长大，铁素体回复和再结晶，残留奥氏体分解等四类反应。
工件在150-250℃进行的回火称为低温回火。目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性。回火后得到回火马氏体，具有高的硬度和耐磨性。一般应用于刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。工件在350-500℃之间进行的回火称为中温回火。目的是得到较高的弹性和屈服点，以获得适当的韧性。回火后得到回火屈氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物（或渗碳体）的复相组织。具有较高的弹性极限、屈服点和一定的韧性。应用范围于弹簧、锻模、冲击工具等。工件在500℃以上进行的回火称为高温回火。目的是得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。回火后得到回火索氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着细小球状碳化物（包括渗碳体）的复相组织。广泛用于各种较重要的受力结构件，如连杆、螺栓、齿轮及轴类零件等。
合金元素可以提高钢的耐回火性（耐回火性是工件回火时抵抗软化的能力）。大多数合金元素有延缓回火转变的作用，所以合金钢的综合力学性能比碳钢好。还可以产生二次硬化（二次硬化是一些高合金钢在一次或多次回火后硬度上升的现象）。原因是碳化物弥散析出和（或）A’转变为M或B。这对高速切削刀具和热变形模具用钢极为重要。
回火是热处理中一道重要工序，合理控制回火温度和时间对提高钢的性能有很大帮助。
