钢经淬火后，其内部组织是不稳定的，在不同的回火温度下，将发生不同的组织转变，如马氏体的分解，碳化物的析出、聚集和长大，残留奥氏体的分解及α相的再结晶等，合金元素对这些转变都会产生影响。

(1)提高淬火钢的耐回火性  耐回火性是指淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力。不同的钢在相同温度回火后，强度、硬度下降少的，其耐回火性较高。由于合金元素溶人马氏体，使原子扩散速度减慢，因而在回火过程中马氏体不易分解，碳化物不易析出，析出后也较难聚集长大，特别是强碳化物形成元素，使合金钢在相同温度回火后强度、硬度下降较少，即比碳素钢具有更高的耐回火性。因此，在相同的回火温度下合金钢的硬度要比相同碳的质量分数的碳素钢高，即合金钢的耐回火性高。合金钢耐回火性较高，一般是有利的。在达到相同硬度的情况下，合金钢的回火温度要比碳素钢高，回火时间也应适当延长，可进一步消除残留应力，因而合金钢的塑性、韧性较碳素钢好。

(2)回火时产生二次硬化现象  在含有碳化物形成元素铬、钨、钼、钒、铌、钛等的合金钢中，在500~600℃之间回火时，会从马氏体中析出特殊碳化物，如Mo2C、W2C、VC等，这些碳化物呈高度弥散状态，分布在马氏体基体上，且与马氏体保持共格关系，阻碍位错运动使钢的硬度不但不降低，反而有所回升，在硬度一回火温度曲线上出现“二次硬化峰”，这种现象称为二次硬化。某些高合金钢淬火组织中残留奥氏体量较多，且十分稳定，当加热到500~600℃时仍不分解，仅是析出一些特殊碳化物，由于特殊碳化物的析出，使残留奥氏体中碳及合金元素浓度降低，提高了Ms温度，故在随后冷却时就会有部分残留奥氏体转变为马氏体，使钢的硬度提高。

(3)回火时产生第二类回火脆性  与碳素钢一样，合金钢在回火时，其总的规律是随着回火温度的升高，冲击韧度升高。但某些合金钢淬火后在450~650℃范围内回火后缓慢冷却，会出现冲击韧度下降的现象，如果在这一温度范围内回火后快速冷却，则不出现上述情况。人们将这类回火脆性称为第二类回火脆性.

第二类回火脆性的特点是：在脆性温度范围内回火后缓冷，才出现脆性。

第二类回火脆性的产生，一般认为与杂质及某些合金元素向晶界的偏聚有关。实践证明，各类合金结构钢都有第二类回火脆性的倾向，只是程度不同而已。目前减轻或消除第二类回火脆性的方法有：提高钢的纯度，降低杂质元素的含量；加入适量的钼和钨，可延缓杂质元素的偏聚；回火后快速冷却。