正火、退火與淬火回火之間的區別主要是冷卻方式，正火、退火都是長時間保溫，而淬火回火則是通過冷卻介質快速冷卻。它們之間的聯繫就是都是對鋼材進行加熱冷卻以得相應的機械性能。

正火，回火，退火，淬火的區別在於工藝不同、材料組織變化不同、材料性能改變結果不同。



1、工藝不同：

正火是將工件加熱至Ac3（Ac是指加熱時自由鐵素體全部轉變為奧氏體的終了溫度，一般是從727℃到912℃之間）或Acm（Acm是實際加熱中過共析鋼完全奧氏體化的臨界溫度線 ）以上30~50℃，保溫一段時間後，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風冷卻的金屬熱處理工藝。

回火處理是指將經過淬火硬化或正常化處理之鋼材在浸置於一低於臨界溫度一段時間後，以一定的速率冷卻下來。

退火是將金屬加熱到一定溫度，保持足夠時間，然後以適宜速度冷卻（通常是緩慢冷卻，有時是控制冷卻）的一種金屬熱處理工藝。

鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然後以大於臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉變的熱處理工藝。

2、材料組織變化不同：

正火後的組織：亞共析鋼為鐵素體+珠光體，共析鋼為珠光體，過共析鋼為珠光體+二次滲碳體，且為不連續。

低溫回火得到的是馬氏體組織；中溫回火得到的組織為回火託氏體；高溫回火調質處理得到的是回火索氏體組織。

退火後細化晶粒，調整組織，消除組織缺陷。

淬火使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變，得到馬氏體或貝氏體組織，最後獲得以馬氏體為主的不平衡組織（也有根據需要獲得貝氏體或保持單相奧氏體）。

3、材料性能改變結果不同：

正火時可在稍快的冷卻中使鋼材的結晶晶粒細化，不但可得到滿意的強度，而且可以明顯提高韌性(AKV值），降低構件的開裂傾向。—些低合金熱軋鋼板、低合金鋼鍛件與鑄造件經正火處理後，材料的綜合力學性能可以大大改善，而且也改善了切削性能。

回火後將經過淬火及正常化處理在放回中溫浸置（時效）一段時間，可促使一部分之碳化物析出，同時有可消除一部分因急速冷卻所造成之殘留應力，因此可提高材料之韌性與柔性。

退火能夠降低硬度，改善切削加工性.消除殘餘應力，穩定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細化晶粒，調整組織，消除組織缺陷。均勻材料組織和成分，改善材料性能或為以後熱處理做組織準備。

淬火能大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學性能。