锻件淬火后，马氏体和残余奥氏体是不稳定的，它们有一个自发组织向稳定状态转变的趋势，如马氏体中过饱和的碳向残余奥氏体分解析出从而促使其向稳定状态转变；如回火，回火是一个非平衡组织向平衡组织转变的过程，这个过程依靠原子的迁移和扩散来完成的，回火温度越高，扩散速度越快；反之，随着回火温度的升高，锻件的淬火组织将发生一系列的变化。根据组织转变的情况，回火一般分为四个阶段：马氏体分解、残余奥氏体分解、碳化物聚集生长和铁素体再结晶。
第一阶段（200）
（1） 锻造回火马氏体在80℃以下回火分解，淬火钢没有明S组织转变，碳在马氏体中只是局部出现，并没有开始分解。在80-200℃回火时，马氏体开始分解，析出极其细小的碳化物，降低碳锻件中马氏体的质量分数。在此阶段，由于回火温度较低，马氏体中仅析出部分过饱和碳原子，因此仍然是碳-Fe过饱和固溶体，以极细小的碳化物均匀分布在马氏体基体中析出。这种低饱和度马氏体与极细小碳化物的混合组织称为回火马氏体。

（2）锻造回火第二阶段（200-300℃），残余奥氏体分解，当温度升至200-300℃时，马氏体继续分解，但主要变化是残余奥氏体的分解，残余奥氏体的分解是通过碳原子的扩展形成局部区域，然后分解为α相和碳化物的混合组织，即贝氏体的形成，钢的硬度在此阶段并不明显下降
（3）第三阶段（250-400℃）锻造回火的碳化物转变就在此温度范围内进行。由于温度较高，碳原子的扩散能力较强，铁原子的扩散能力也较强，马氏体分解析出碳化物的过渡相，残余奥氏体分解后会转变为相对稳定的渗碳体，伴随碳化物的析出和转变，马氏体中碳的质量分数下降，马氏体晶格畸变消失，马氏体转变为铁素体，得到铁素体基体内部分布有细小的粒状或片状渗碳体的组织，这种组织称为回火，此阶段奥氏体淬火应力基本消除，硬度、塑性、韧性均得到提高。

（4）第四阶段锻造回火（>400℃）由于回火温度很高，碳、铁原子有很强的扩散能力，碳化物在铁素体中聚集长大并发生再结晶，第三相形成的片状渗碳体将不断球化并长大，在500-600℃以上逐渐发生α再结晶，失去原来的板条状或片状铁素体形貌，而在组织上形成呈多边形晶粒分布的以铁素体为基体的粒状碳化物，这组碳化物称为回火索氏体，回火索氏体具有良好的综合力学性能，且晶格畸变消除了内应力。

（摘自168锻造网）