多年来，热处理已经成为金属材料生产的必要流程，对热处理的精准控制可以保证获得最佳的显微组织，从而达到所希望的力学性能。在高合金热处理马氏体不锈钢的热处理过程中包括了两个重要步骤：固溶处理或奥氏体化和回火。步骤一通常是为了使碳化物溶解，并产生单相的奥氏体组织，这种奥氏体组织在随后的冷却过程中转变成马氏体。尽管碳化物具有阻止晶粒长大的作用，并促进较细的奥氏体组织的形成，但是在奥氏体化之后它们的存在却会使材料的淬透性以及力学性能恶化。步骤二通常可以回复材料的抗冲击性能损失，甚至使残余应力和位错得到恢复。
为了搞清楚15Cr-4Ni-0.08C马氏体不锈钢的最佳热处理制度，对包括固溶处理和回火在内的不同热处理工序进行了研究。在900～1100℃的固溶温度下分别进行30、60、120分钟的均热，然后再空冷。回火处理是在固溶处理之后，在250～600℃下进行2小时，然后再空冷。
光学显微镜和扫描电镜观察表明，在低于1000的温度下，尽管在奥氏体晶粒出现并正常长大之前，奥氏体化不会使碳化铬完全溶解，但奥氏体的逐渐富集会使材料的硬度逐渐提高；在较短的奥氏体化时间（30和60分钟）内，要彻底溶解碳化物，必须使固溶温度保持在1000℃，而当奥氏体化时间为较长的120分钟时，固溶温度可降至950℃。
在碳化物固溶之后可发现晶粒的不规则长大以及随之而来的硬度恶化，研究表明，当固溶温度达到1000℃、固溶时间为60分钟时，奥氏体化制度达到最佳，此时材料的硬度可以达到如淬火后硬度那样的最佳值。
力学性能试验和断口组织的观察表明，在450℃和550℃的两步二次硬化会导致延性的降低，但却会提高强度和硬度。（余冶）
