中频电炉在热处理过程中有时会采用二次淬火工艺，即第一次用较高温度的淬火，然后采用较低温度的淬火、回火，这样做的目的，主要是用于渗碳钢的淬火处理。由于渗碳后的零件往往在表面的高碳区存在有网状渗碳体，这种网状渗碳体常用两种方法来消除——高温正火和高温淬火。高温正火常用在有效尺寸小的零件;对有效尺寸大的零件，中频电炉正火往往显得冷速缓慢，消除不了网状渗碳体。因此就必须采用快速的淬火冷却促使网状渗碳体消除。但中频电炉一次淬火还不够，会出现晶粒粗大的现象，因为必须再一次淬火，以消除高温淬火后出现的粗大的马氏体针。中频电炉第二次淬火是正常状态的淬火，目的是为了细化组织，获得正常的马氏体或隐晶马氏体。
在运用二次淬火工艺时，不少人担心容易出现裂纹，然而，在实际生产中，运用二次淬火工艺一般是很少出现裂纹的。由于第一次淬火往往是渗碳后的直接淬火，温度较高，奥氏体的稳定性较强，所以中频炉淬火后的残余奥氏体也较多;同时又因高温淬火出现的位错现象较多，这时的组织虽然晶粒粗大但塑性较好，所以很少出现裂纹。故在第二次淬火时，只要加热温度合适，并且保温时间不要过长，这样就能细化晶粒，并可能出现隐品马氏体，获得较好的机械性能。所以有些厂家为了细化产品组织，可能会进行二次淬火。
