工具鋼淬火后具有高硬度，但存在很大的淬火內(nèi)應(yīng)力，塑性很低，強(qiáng)度也不高，必須再經(jīng)過低溫回火，使內(nèi)應(yīng)力部分消除，使應(yīng)力狀態(tài)穩(wěn)定化。低溫回火時，ε碳化物從馬氏體中析出，馬氏體中含碳量下降，使強(qiáng)度和塑性明顯提高。由于ε碳化物具有極大的彌散度，因此工具鋼回火后硬度僅略有下降，甚至不下降。一般碳鋼制工具回火溫度在170～220℃之間，可根據(jù)不同工件的具體要求選擇。

低合金工具鋼回火時的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律和碳鋼基本上一樣。由于Cr、V、Si等元素的加入提高了回火的穩(wěn)定性，因此低溫回火后硬度降低比碳鋼緩慢。例如9CrSi鋼制造的絲錐與圓板牙油淬或硝鹽分級淬火后的硬度為62～65HRC，經(jīng)140～160℃回火后其硬度基本不變，160～180℃回火后硬度為61～63HRC，180～200℃回火后硬度為60～62HRC。低溫回火后的強(qiáng)度與塑性則有明顯的改善。低溫回火使工具鋼的沖擊韌性明顯提高，但在回火脆性溫度范圍內(nèi)沖擊韌度和疲勞強(qiáng)度都顯著下降。對于要求高耐磨性的9CrSi鋼制工具，可以采用160℃左右回火；對于要求有較高韌度和塑性的工具（例如螺紋刀具），可采用180℃回火。低合金工具鋼低溫回火溫度應(yīng)低于第一類回火脆性的溫度，在這樣低的溫度下，對流傳熱起主要作用，所以工具鋼的低溫回火應(yīng)在帶有良好回風(fēng)條件的空氣爐中進(jìn)行，如果使用設(shè)有空氣循環(huán)裝置的空氣爐進(jìn)行回火，則溫度不均勻，會影響低溫回火的質(zhì)量。

低溫回火的保溫時間與回火溫度有關(guān)。在150～160℃回火需3～6h，在180～200℃回火只需2h左右。