退火是指将锻件加热到适当温度，保持一定时间，然后级慢冷却的热处理工艺。

退火的实质是将钢加热奥氏体化后进行珠光体转变。退火后的组织，对亚共析钢通常是铁素体+片状珠光体；而对共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之，退火组织是接近平衡状态的组织。

退火的目的主要有以下几点：降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。细化品粒，消除因铸造、锻造和焊接后引起的组织缺陷，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备。消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。

常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火和均匀化退火等几种。

1.完全退火：完全退火又称重结晶退火，它是将锻件加热完全奥氏体化后缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的热处理工艺。

完全退火主要用于亚共析钢，一般是中碳钢及低、中碳合金结构钢的锻件、铸件及热轧型材，有时也用于它们的焊接构件。完全退火不适用于过共析钢，因为过共析钢完全退火需加热到以上，在缓慢冷却时，渗碳体会沿奥氏体晶界析出，呈网状分布，导致材料脆性增大，给最终热处理留下隐患。

2.球化返火：为使锻件中碳化物球状化而进行的退火工艺。即将钢材加热到AC1以上20~30℃，保温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体的基体上均匀分布着球状或颗粒状碳化物的组织。

球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经轧制、锻造后空冷所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体，这样的组织硬而脆，不仅难以切削加工，而且以后淬火过程中也容易变形和开裂。而球化退火得到的是球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球形颗粒，弥散分布在铁素体基体上。和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时锻件变形和开裂倾向小。另外，对于一些需要改善冷塑性变形（如冲压、冷镦等）的亚共析钢有时也可采用球化退火。

由于球化退火只是加热到略高于AC1的温度，其奥氏体化是“不完全”的，只是片状珠光体转变成奥氏体，及少量过剩碳化物溶解。因此，它不可能消除网状碳化物。如过共析钢有网状碳化物存在，则必须在球化退火前先进行正火，将其消除，这样才能保证球化退火正常进行。

3.去应力退火：为去除锻件塑性变形加工、切削加工或焊接造成的内应力及铸件内存在的残留应力而进行的退火。

锻件中存在的内应力十分有害，如不及时消除，将使锻件在加工及使用过程中发生变形，影响锻件精度。此外，内应力与外加载荷叠加在一起还会引起材料发生意外的断裂。因此，锻造、铸造、焊接以及切削加工后的锻件应采用去应力退火，以消除加工过程中产生的内应力。