对于一般钢材来说,随着回火温度的升高,钢的硬度连续下降。但是,高碳钢在100℃左右回火时,硬度有所增加。马氏体的硬度主要来自于过饱和碳的固溶强化效应。除了时效阶段(回火时,100℃以下阶段),回火的其它阶段都伴随着马氏体碳含量的降低。这是回火钢硬度降低的基本原因。过渡碳化物的析出虽然产生一定的硬化效果,但是其影响远小于固溶强化作用的减弱。当渗碳体已析出、基体碳含量已降低到平衡值之后,起作用的强化机理基本上是渗碳体的弥散强化。因此,随着渗碳体的粗化和球化,以及铁素体的回复和等轴化,钢的硬度进一步降低。