將鋼加熱到適當溫度，保溫一定時間，隨后緩慢冷卻以獲得接近平衡狀態組織的熱處理工藝，這一過程稱為退火。退火的主要目的在于減少鋼材化學成分和組織的不均勻性，消除內應力、調整和改善鋼材的力學性能和工藝性能，并為最終熱處理作好組織準備。
鋼的退火工藝種類很多，可分為完全退火、不完全退火、等溫退火、球化退火、去應力退火等這幾種。
（1）完全退火
首先將亞共析碳鋼加熱到A c3以上30～50℃，保溫一段時間后，隨爐緩慢冷卻到500℃以下，再出爐在空氣中冷卻到室溫，最后得到平衡組織鐵素體和片狀珠光體。完全退火的工藝曲線如圖1．4．15所示。
由于奧氏體進行了全面的重結晶，故稱為完全退火。完全退火主要用于亞共析碳鋼和合金鋼的鑄、鍛、焊、軋制件，目的是細化晶粒，消除應力，降低硬度，改善切削加工性能。
圖1．4．15 完全退火工藝曲線
（2）不完全退火
將鋼件加熱到臨界點A c1～A c3（或A cm）之間的適當溫度，保溫后緩慢冷卻的熱處理工藝方法稱為不完全退火。不完全退火的主要目的是降低硬度，改善切削加工性能，消除內應力。其優點是加熱溫度較低，耗能少，成本低。此工藝主要應用于晶粒尚未粗化的中高碳鋼和低合金鋼的鍛軋件。
（3）等溫退火
對工件進行完全退火往往需要很長的時間，特別是對于某些奧氏體比較穩定的合金鋼，退火甚至需要幾十個小時。如果在對應于某鋼C曲線的“鼻尖”附近的上方進行等溫冷卻，則奧氏體向珠光體轉變所需的時間便可大大地縮短，這種退火方法稱為等溫退火。等溫退火與完全退火的目的相同，但等溫退火所需時間較短（比完全退火大約縮短一半），而且所獲得的組織也比較均勻。
（4）球化退火
把過共析鋼加熱到A c1以上20～30℃并保溫一段時間，隨后以適當的方式冷卻，使鋼中的碳化物球化，這種熱處理工藝稱為球化退火。
由于過共析鋼中存在網狀二次滲碳體，所以在切削加工時，對刀具磨損很大，使切削加工性能變壞。在球化退火過程中，片狀滲碳體發生不完全溶解而斷開，形成許多細小的點狀滲碳體，彌散地分布在奧氏體基體上，從而形成球狀珠光體。球狀珠光體的硬度較低，可改善金屬的切削加工性能，提高塑性，并防止淬火變形和開裂。
對于存在有嚴重網狀二次滲碳體的過共析鋼，應先進行一次正火處理，打破滲碳體網，然后再進行球化退火。
（5）去應力退火
去應力退火又稱低溫退火，其工藝是將工件隨爐緩慢加熱至500～650℃（＜A1），保溫一定時間后，隨爐緩慢冷卻至200℃再出爐空冷。其目的是消除鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件以及機加工件的殘余應力。
