钢在回火时的组织转变
过冷奥氏体快速冷却获得马氏体组织和一部分残留奥氏体组织。马氏体处于碳的过饱和状态，残留奥氏体处于过冷状态，其组织是不稳定的，有向更稳定状态变化的趋势。此外，组织中存在大量高密度位错、过饱和空位、大量相界面和亚晶界等晶体缺陷及较大的内应力，都有自发地向稳定状态转化的倾向。但是这种转变必须依靠原子扩散才能实现，而在室温条件下原子扩散非常困难，只有重新加热即回火提高温度，增大原子的活动能力，才能促使淬火组织的转变。
在回火时淬火钢组织的变化大致有如下五个主要的过程。
（1）碳原子偏聚（20～100℃）
在100℃以下回火时，马氏体晶体内将进行碳原子的偏聚。在此温度范围内，碳原子只能作短距离的扩散迁移，向晶体缺陷中或马氏体的一定晶面上偏聚。在低碳板条状马氏体中，碳原子绝大部分都偏聚到高密度的位错线上，这样既减小了碳原子造成的晶格畸变，也减小了晶体缺陷处的应力场，使晶格的畸变能降低，所以晶格不出现正方度的变化。在高碳片状马氏体中，碳原子多偏聚在马氏体的一定晶面上，形成薄片状偏聚区。这些偏聚区的碳含量高于马氏体的平均碳含量，所以伴随有正方度增大。过饱和碳原子的偏聚过程为马氏体的分解做了准备。
（2）马氏体分解（100～200℃）
当回火温度超过100℃时，马氏体就要发生分解，即碳以极细薄的ε碳化物从过饱和的α固溶体中逐渐析出。随着回火温度上升，马氏体分解加快，析出的碳化物增多，马氏体的碳含量逐渐降低，马氏体的正方度也随之减小，晶格畸变降低，使淬火内应力有所减小。由于回火温度较低，固溶在马氏体中的碳不能全部析出，α固溶体仍然是过饱和固溶体。这种由过饱和程度较低的α固溶体和极细的ε碳化物所组成的混合组织，称为回火马氏体。
（3）残留奥氏体转变（200～300℃）(https://www.daowen.com)
在200～300℃回火时，马氏体继续分解一直延续到350℃以上，在高合金钢中甚至可延续到600℃。除马氏体继续分解外，残留奥氏体还要逐渐转变为下贝氏体。如果处于Ms点以下温度，残留奥氏体可转变为马氏体，随后马氏体再分解。在此温度范围内，钢的硬度没有明显降低，但淬火内应力进一步减小。此阶段的基本组织仍是回火马氏体。
（4）碳化物转变（300～400℃）
当回火温度在300～400℃时，碳原子已能进行长距离的扩散，亚稳定的ε碳化物随着温度的升高逐渐转变为稳定的渗碳体，并且渗碳体由刚形成的细片状逐渐集聚长大成细粒状。马氏体分解在350℃左右结束，α固溶体的碳含量降到平衡成分。同时，晶格畸变逐渐消除，内应力减小，α固溶体恢复为铁素体与细粒状渗碳体的机械混合物，称为回火托氏体。
（5）渗碳体球化长大和铁素体回复与再结晶（＞400℃）
当回火温度升高到400℃以上时，渗碳体微粒集聚球化成细粒状，并随着温度的升高，渗碳体颗粒逐渐长大。450℃以上，由于铁原子扩散能力增强，铁素体细小的亚晶逐渐长大，同时晶格内位错密度下降，晶格畸变逐渐消失，即发生铁素体的回复过程。回复后的铁素体仍具有条状或片状的特征。回火温度升高到600℃以上时，铁素体便发生再结晶，由位错密度低的等轴晶粒的铁素体取代回复组织。通常在500～600℃形成的铁素体与分布在它上面的细粒状渗碳体组成的组织，称为回火索氏体组织。在650℃～A1温度回火形成的由多边形的铁素体和较大粒状渗碳体组成的组织称为回火珠光体。