淬火時由於它的導熱性差壹般分兩階段進行。先在800～850℃預熱(以免引起大的熱應力)，然後迅速加 熱到淬火溫度1190～1290℃（不同牌號實際使用時溫度有區別），後油冷或空冷或充氣體冷卻。工廠均采用鹽爐加熱，現真空爐使用也相當廣泛。淬火後因內部組織還保留壹部分(約30%)殘余奧氏體沒有轉變成馬氏體，影響了高速鋼的性能。為使殘余奧氏體轉變，進壹步提高硬度和耐磨性，壹般要進行2～3次回火，回火溫度560℃，每次保溫1小時。
（1）過熱：
由於淬火溫度過高等原因，造成晶粒過大，剩余碳化物數量減少，碳化物出現粘連。拖尾、角狀或沿晶界呈網狀分布的現象稱為過熱。高速鋼過熱組織的特征是碳化物沿晶界呈網狀分布。
2）過燒：
淬火溫度接近鋼的熔化溫度，晶界熔化，出現萊氏體及黑色組織，稱為過燒。過燒的刃具，常常出現嚴重的變形或皺皮現象，這種缺陷是不可挽救的。
高速鋼過燒組織的特征是出現呈魚骨狀的萊氏體。
（3）脫碳：
高速鋼表面脫碳使工具的硬度降低，金相組織中出現有明顯的鐵素體，在其基體上還有碳化物存在。鋼的表層脫碳，使Ms點升高，在淬火時，表層先轉變為馬氏體，形成壹層薄的硬殼，隨後心部進行馬氏體轉變時，體積膨脹，表層受到張應力，易於引起開裂，同時其硬度和耐磨性也降低，從而大大降低刃具壽命。
圖8-2-15高速鋼的脫碳組織
（4）萘狀斷口：
. 萘狀斷口呈閃光粗粒狀，有如萘光，故得名。其金相組織為粗大的晶粒。產生萘狀斷口的刀具，強度、韌性極低，使用時易崩刃或折斷，是壹種不可挽救的缺陷。萘斷口的形成主要是由於停鍛溫度過高(1050～1100℃)，而且變形量又在10～15％左右，或由於需返修而進行兩次淬火，其間未經退火造成的。如果淬火前不進行充分退火，也容易產生萘狀斷口。