將鋼加熱到高于或低于奧氏體化臨界點，保溫一段時間，然后緩慢冷卻(一般隨爐冷卻)，以獲得接近平衡組織的熱處理工藝稱為退火。根據鋼的成分、退火目的及不同要求，退火可分為完全退火、再結晶退火和低溫退火。
完全退火
這種退火主要用于含碳量低于0.8%的鋼材熱加工后及切削加工前，其目的在于消除組織缺陷、降低硬度、消除內應力，它的工藝過程是:將鋼件加熱到相變溫度以上30-50℃，并保溫一定時間后，隨爐緩慢冷卻至500℃以下。然后在空氣中冷卻。
完全退火時加熱到鋼材的相變臨界點以上30-50℃，一方面是因為加熱溫度必須超過上臨界點才能保證鋼件組織轉變為奧氏體;另一方面，加熱溫度也不宜超過上臨界點太多，否則鋼材的晶粒就有互相合并的趨向，致使晶粒粗大，這會對力學性能帶來不利的影響。而保溫一定時間則是為了讓鋼件內部也達到足夠的溫度，且保證有足夠的時間使鋼件的組織充分轉化為奧氏體。但如保溫時間過長，就容易造成晶粒長大，所以保溫時間既不可太長，又不可太短。
經過保溫以后，鋼件組織已轉化為奧氏體，然后隨爐冷卻，其冷卻速度是很緩慢的，因此經過完全退火以后，鋼材呈平衡組織，其強度降低而塑性增大。
這種退火不能用于含碳量高于0.8%的鋼材，因含碳量高于0.8%的鋼材加熱到相變溫度以上爐冷，會形成新的網狀滲碳體，使鋼的性能變脆。
