把各種鋼坯、鋼材加熱到規定的溫度并保持一定的時間，然后用選定的冷卻速度和冷卻方法進行冷卻，從而得到需要的顯微組織和性能的操作工藝叫熱處理。熱處理操作工藝由加熱、保溫和冷卻三個階段組成。耐熱鋼熱處理的主要類型有退火、正火、淬火、回火、固溶處理，時效處理以及冷處理等。軋鋼生產中的熱處理大都屬于軋后熱處理或鋼材出廠前熱處理。耐熱鋼的組織、性能與熱處理有密切的關系。通過適宜的熱處理工藝，可允分發揮材料的潛力。 珠光體型耐熱鋼通常在正火或調質狀態下使用。馬氏體型耐熱鋼采用調質處理。正火或調質的目的是為了獲得穩定的組織、良好的綜合力學性能和高溫強度。 鐵素體鋼不能通過熱處理強化，只在750～900℃下進行退火處理，退火后須快速冷卻以避免475℃脆性。 奧氏體鋼按其生產特點可分為變形加工材料和鑄造材料。變形加工材料在固溶處理或穩定化處理或沉淀硬化(固溶處理加時效)狀態使用。退火是為了穩定組織以及消除冷作硬化和焊接應力。鑄造材料一般在鑄造狀態或固溶狀態使用，也有在沉淀硬化狀態下使用的。 固溶處理的主要目的有：一是使鋼中的各種相和碳化物固溶于固溶體中，獲得強化的固溶體;二是得到適宜的晶粒度。 時效的目的是為了使過飽和固溶體析出體散的強化相，達到彌散強化的效果。