將金屬或合金加熱到適當溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻（一般為隨爐冷卻），的熱處理工藝叫做退火。

退火的實質是將鋼加熱到奧氏體化后進行珠光體轉變，退火后的組織是接近平衡后的組織。

退火的目的：

（1）降低鋼的硬度，提高塑性，便于機加工和冷變形加工；

（2）均勻鋼的化學成分及組織，細化晶粒，改善鋼的性能或為淬火作組織準備；

（3）消除內應力和加工硬化，以防變形和開裂。

1、完全退火

工藝：將鋼加熱到Ac3以上20~30℃，保溫一段時間后緩慢冷卻（隨爐）以獲得接近平衡組織的熱處理工藝（完全奧氏體化），實際生產中，為提高生產率，退火冷卻至500℃左右即出爐空冷。

目的：細化晶粒、均勻組織、消除內應力、降低硬度和改善鋼的切削加工性。 亞共析鋼完全退火后的組織為F+P。

應用：完全退火主要用于亞共析鋼（wc=0.3~0.6%），一般是中碳鋼及低、中碳合金鋼鑄件、鍛件及熱軋型材，有時也用于它們的焊接件。

2、不完全退火

工藝：將鋼加熱到Ac1~Ac3(亞共析鋼)或Ac1~Accm(過共析鋼)經保溫后緩慢冷卻以獲得近于平衡組織的熱處理工藝。

應用：主要用于過共析鋼獲得球狀珠光體組織，以消除內應力，降低硬度，改善切削加工性。

3、等溫退火

工藝：將鋼加熱到高于Ac3(或Ac1)的溫度，保溫適當時間后，較快冷卻到珠光體區的某一溫度，并等溫保持，使奧氏體轉變為珠光體，然后空冷至室溫的熱處理工藝。

目的：與完全退火相同，轉變較易控制。

應用：適用于較穩定的鋼：高碳鋼（wc>0.6％）、合金工具鋼、高合金鋼(合金元素的總量>10％)。等溫退火還有利于獲得均勻的組織和性能。但不適用于大截面鋼件和大批量爐料，因為等溫退火不易使工件內部或批量工件都達到等溫溫度。

4、球化退火

工藝：使鋼中碳化物球狀化，獲得粒狀珠光體的一種熱處理工藝。加熱至Ac1以上20~30℃溫度，保溫時間不宜太長，一般以2~4h為宜，冷卻方式通常采用爐冷，或在Ar1以下20℃左右進行較長時間等溫。

目的：降低硬度、均勻組織、改善切削加工性為淬火作組織準備。

應用：主要用于共析鋼和過共析鋼，如碳素工具鋼、合金工具鋼、軸承鋼等。球化退火得到球狀珠光體，在球狀珠光體中，滲碳體呈球狀的細小顆粒，彌散分布在鐵素體基體上。球狀珠光體與片狀珠光體相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加熱時，奧氏體晶粒不易粗大，冷卻時變形和開裂傾向小。

5、擴散退火（均勻化退火）

工藝：將鋼錠、鑄件或鍛坯加熱至略低于固相線的溫度下長時間保溫，然后緩慢冷卻以消除化學成分不均勻現象的熱處理工藝。

目的：消除鑄錠在凝固過程中產生的枝晶偏析及區域偏析，使成分和組織均勻化。

應用： 應用于一些優質合金鋼及偏析較嚴重的合金鋼鑄件及鋼錠。擴散退火的加熱溫度很高，通常為Ac3或Accm以上100~200℃，具體溫度視偏析程度及鋼種而定，保溫時間一般為10~15小時。擴散退火后需完全退火及正火處理，以細化組織。

6、去應力退火

工藝：將鋼件加熱至低于Ac1的某一溫度（一般為500~650℃），保溫，然后隨爐冷卻。

去應力退火溫度低于A1，因此去應力退火不引起組織變化。

目的：消除殘余內應力。

應用：主要用來消除鑄件，鍛件，焊接件，熱軋件，冷拉件等的殘余應力。如果這些應力不予消除，將會引起鋼件在一定時間以后，或在隨后的切削加工過程中產生變形或裂紋。