高溫回火溫度範圍一般為500-650攝氏度。通常将“淬火 高溫回火”的工藝方法稱為調質處理。高溫回火的組織為回火索氏體和鐵素體。回火索氏體中的鐵素體為發生再結晶的多邊形鐵素體。高溫回火後鋼具有強度、塑性和韌性都較好的綜合力學性能,硬度為25-35HRC,廣泛應用于碳結構鋼和低合金結構鋼制造的各種受力比較複雜的重要結構零件,如發動機曲軸、連杆、連杆镙栓、汽車半軸、機床齒輪及主軸等。也可作為某些精密工件(如量具、模具等)的預備熱處理。
鋼在不同溫度下回火後硬度随回火溫度的變化如圖3-24所示,鋼的力學性能與回火溫度的關系如圖3-25所示。