鋼經(jīng)淬火后，其內部組織是不穩(wěn)定的，在不同的回火溫度下，將發(fā)生不同的組織轉變，如馬氏體的分解，碳化物的析出、聚集和長大，殘留奧氏體的分解及α相的再結晶等，合金元素對這些轉變都會產(chǎn)生影響。

(1)提高淬火鋼的耐回火性  耐回火性是指淬火鋼在回火時，抵抗強度、硬度下降的能力。不同的鋼在相同溫度回火后，強度、硬度下降少的，其耐回火性較高。由于合金元素溶人馬氏體，使原子擴散速度減慢，因而在回火過程中馬氏體不易分解，碳化物不易析出，析出后也較難聚集長大，特別是強碳化物形成元素，使合金鋼在相同溫度回火后強度、硬度下降較少，即比碳素鋼具有更高的耐回火性。因此，在相同的回火溫度下合金鋼的硬度要比相同碳的質量分數(shù)的碳素鋼高，即合金鋼的耐回火性高。合金鋼耐回火性較高，一般是有利的。在達到相同硬度的情況下，合金鋼的回火溫度要比碳素鋼高，回火時間也應適當延長，可進一步消除殘留應力，因而合金鋼的塑性、韌性較碳素鋼好。

(2)回火時產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象  在含有碳化物形成元素鉻、鎢、鉬、釩、鈮、鈦等的合金鋼中，在500~600℃之間回火時，會從馬氏體中析出特殊碳化物，如Mo2C、W2C、VC等，這些碳化物呈高度彌散狀態(tài)，分布在馬氏體基體上，且與馬氏體保持共格關系，阻礙位錯運動使鋼的硬度不但不降低，反而有所回升，在硬度一回火溫度曲線上出現(xiàn)“二次硬化峰”，這種現(xiàn)象稱為二次硬化。某些高合金鋼淬火組織中殘留奧氏體量較多，且十分穩(wěn)定，當加熱到500~600℃時仍不分解，僅是析出一些特殊碳化物，由于特殊碳化物的析出，使殘留奧氏體中碳及合金元素濃度降低，提高了Ms溫度，故在隨后冷卻時就會有部分殘留奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，使鋼的硬度提高。

(3)回火時產(chǎn)生第二類回火脆性  與碳素鋼一樣，合金鋼在回火時，其總的規(guī)律是隨著回火溫度的升高，沖擊韌度升高。但某些合金鋼淬火后在450~650℃范圍內回火后緩慢冷卻，會出現(xiàn)沖擊韌度下降的現(xiàn)象，如果在這一溫度范圍內回火后快速冷卻，則不出現(xiàn)上述情況。人們將這類回火脆性稱為第二類回火脆性.

第二類回火脆性的特點是：在脆性溫度范圍內回火后緩冷，才出現(xiàn)脆性。

第二類回火脆性的產(chǎn)生，一般認為與雜質及某些合金元素向晶界的偏聚有關。實踐證明，各類合金結構鋼都有第二類回火脆性的傾向，只是程度不同而已。目前減輕或消除第二類回火脆性的方法有：提高鋼的純度，降低雜質元素的含量；加入適量的鉬和鎢，可延緩雜質元素的偏聚；回火后快速冷卻。