把淬火后车件用不锈钢管在Ac1温度以下加热的操作叫回火。一般随着回火温度的升高，强度和硬度下降，塑性和韧性升高。回火时间一般是1 - 3小时，大型厚壁不锈钢管则要根据尺寸延长时间。回火后冷却通常是空冷，但遇到有回火脆性的钢则进行油冷或水冷，要求附带除应力的不锈钢管则在炉中或坑中冷却。

有时在正火或焊接后，亦进行回火处理。回火的加热温度根据不锈钢管机械性能的具体要求，分低温、中温、高温三种：

(1)低温回火(150～250℃) 用于需要高硬度(Rc 58～63）及耐磨的厚壁管，如切削工具、渗碳零件、滚珠轴承、不锈钢厚壁管、制轴用不锈钢管等。回火时，从马氏体中析出极细小的碳化物，但马氏体轮廓依旧存在，此种组织叫回火马氏体，硬度比淬火马氏体稍低，但残余应力得到部分消除，脆性有所改善。  

(2)中温回火(300～450℃)  用于需要较高硬度(Rc44～54)，高弹性极限并有一定韧性的厚壁不锈钢管，如各种弹簧和承受冲击的工具。回火时马氏体中的碳原子不断以碳化物形式析出，以致马氏体失去其四方性变为铁素体，而碳化物亦逐渐聚集，变为颗粒较细的碳化物，这两种相的机械混合物叫屈氏体，也有叫回火屈氏体的。

(3)高温回火(500～700℃)  用于要求有良好综合机械性能（高强度、高塑性和韧性）的不锈钢管品种，回火时碳化物颗粒进一步聚集，在普通光学显微镜下放大约1000倍，已能将碳化物颗粒彼此分辨开来。这种碳化物和铁素体的机械混合物叫索氏体，也有叫回火索氏体的，具有良好的综合机械性能。