將鋼加熱到一定溫度並保溫一段時間，然後使它隨爐慢慢冷卻，稱為退火。鋼的退火是將鋼加熱到發生相變或部分相變的溫度，經過保溫後緩慢冷卻的熱處理方法。退火的目的，是為了消除組織缺陷，改善組織使成分均勻化以及細化晶粒，提高鋼的力學效能，減少殘餘應力；同時可降低硬度，提高塑性和韌性，改善切削加工效能。所以退火既為了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內應力，又為後續工序作好準備，故退火是屬於半成品熱處理，又稱預先熱處理。

正火是將鋼加熱到臨界溫度以上，使鋼全部轉變為均勻的奧氏體，然後在空氣中自然冷卻的熱處理方法。它能消除過共析鋼的網狀滲碳體，對於亞共析鋼正火可細化晶格，提高綜合力學效能，對要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經濟的。

淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間，然後很快放入淬火劑中，使其溫度驟然降低，以大於臨界冷卻速度的速度急速冷卻，而獲得以馬氏體為主的不平衡組織的熱處理方法。淬火能增加鋼的強度和硬度，淬火中常用的淬火劑有：水、油、鹼水和鹽類溶液等。

將已經淬火的鋼重新加熱到一定溫度，再用一定方法冷卻稱為回火。其目的是消除淬火產生的內應力，降低硬度和脆性，以取得預期的力學效能。回火分高溫回火、中溫回火和低溫回火三類。回火多與淬火、正火配合使用。