高速鋼的回火應達到最佳的二次碳化物析出硬化效應、殘留奧氏體充分分解和徹底消除殘留應力的三大目標。

       普通高速鋼的回火硬化峰值在560℃左右，所以高速鋼的回火溫度通常選擇在560℃。高速鋼淬火后約存在20%-25%的殘留奧氏體，這些奧氏體穩定性很高，在回火加熱過程中不分解，只有在冷卻到室溫時，部分殘留奧氏體才發生馬氏體轉變，殘留奧氏體量可減少到約10%左右。但還需要進一步降低，并且要消除鍛件產生馬氏體引起的內應力，所以高速鋼一般需要在560℃左右進行三次回火。回火后的顯微組織為回火馬氏體、碳化物以及少量殘留奧氏體。形狀簡單的一般高速鋼工具可以采用兩次回火，形狀復雜的大型工具必須采用三次，甚至四次回火。貝氏體等溫淬火的高速鋼工具，高碳高速鋼及鈷高速鋼工具，由于淬火后殘留奧氏體量較多，可適當增加回火次數。

       高速鋼淬火后應及時回火，不及時回火會使殘留奧氏體穩定化，導致回火轉變不能充分進行，鍛件硬度低而脆性大。形狀復雜的大型刀具入爐的溫度應比回火溫度低，可先在400℃加熱后再升溫至回火溫度進行回火。

       高速鋼的同步熱處理是指高速鋼工具在鹽浴熱處理時，實現鍛件淬火加熱、冷卻和回火工序采用同樣的保溫時間，即以相同的節拍進行生產。它可以實現熱處理的全盤自動化，大大縮短生產周期，同時保證了產品質量的一致性和穩定性。實現同步熱處理的關鍵是正確選擇回火溫度和保溫時間，以便和淬火加熱保溫時間相匹配，實現同節拍生產。