热处理是不锈钢生产和加工过程中的一个非常重要的工序。对马氏体不锈钢来说，一般是进行淬火和回火热处理。铁素体不锈钢则要先恢复因为加工产生的硬化以及焊接部位回火后恢复韧性的热处理，通常是在高温加热后做空冷的退火热处理。而对奥氏体不锈钢来说，依据应用目的不同，可以做固溶处理、稳定化处理、消除应力退火或时效处理等。

经过热处理来控制不锈钢材料的金相组织时，可使用相变、恢复与再结晶等办法来实现。

相变的内涵能够说有下面3种情况，也就是结构变化、组成变化与规律性的变化告示。在不锈钢发生的相变中常见的马氏体相变即为其结构发生变化的一种形式，而所发生的别的相变都是扩散相变。

先来看下马氏体型不锈钢，马氏体不锈钢具备优良的淬火性能，就算是截面积非常大的工件，也能够在空冷条件下表现出淬火硬化。

而马氏体不锈钢，在做淬火处理后还要进行回火处理。通常把将这两者连在一起统叫做淬火回火处理。进行回火处理是把因为奥氏体相的相变获得的马氏体做回火，它的目的是为优化马氏体不锈钢的拉伸性能与获得较高的持久强度与屈强比。

再来看下铁素体型不锈钢，该类不锈钢在碳与氮的含量均极低时，不管在高温下还是在室温下都是单相铁素体组织。当碳和氮的含量提高时就会在高温下生成r相，可经回火处理析出碳化物与氮化物而变成铁素体单相。数据显示，大部分碳和氮将在600-900℃回火析出。

高铬铁素体不锈钢在通过高温加热后会形成各类脆化现象。此类现象和别的金属组织相关，比如σ相脆化、475℃脆性和高温脆性。

后来看下奥氏体型不锈钢，现在己经确定碳、氮、钴、锰和铜等元素是奥氏体稳定化元素，而铝、钒、钼、硅和钨等元素是铁素体稳定化元素。

作为固相内的平衡相，除α相、r相以外还有金属间化合物σ相。碳、氮和镍等奥氏体稳定化元素抑制σ相的生成，但锰与钼、硅、钛、铌、锆、钒和铝等铁素体稳定化元素推进σ相的生成。除此以外在奥氏体型不锈钢中由于添加不同的元素，还有可能生成拉弗斯（Laves）相或x相等金属间化合物。其析出的反应是随合金组成、时效温度及制造合金时的加工和热处理条件来决定的，是一个非常复杂的变化。

从不锈钢材料的金相组织上来看，奥氏体不锈钢相对比较稳定，里面的碳化物的析出和其耐蚀性能、高温强度以及韧性等主要性能关联密切。在一般作为固溶热处理温度1000℃附近，碳的固溶量能够达到高，不过当温度小于800℃时固溶量会快速降低而导致形成碳化物。

因此在进行固溶化处理或焊接后假如冷却速度太慢，在晶界上会形成碳化物，导致引起晶间腐蚀。不锈钢中的碳有活性，会随镍含量的增加而蛮多，而随铬含量的增加而降低。