回火是42CrMo零件淬火后必不可少的后续工序，它是将淬火后的42CrMo钢加热到A1以下的某一温度，保温后冷却到室温的热处理工艺方法。
淬火钢一般不能直接使用，这是由于：①零件处于高应力状态（可达300~500 MPa 以上），在室温下放置或使用时很易引起变形和开裂：②淬火态（M +A'）是亚稳定状态，使用中会发生组织、性能和尺寸变化；③淬火组织中的片状马氏体硬而脆，不能满足零件的使用要求。回火能使这些状况得到改善，获得所要求的力学性能。由于在回火过程中随着温度的提高逐渐发生了各种组织变化，42CrMo钢的性能也会逐渐改变。
根据回火温度可以分为三类回火
回火分类000;
低温回火150 ~ 250 回火后的组织为马氏体，硬度58~64，回火的目的：保持高硬度高耐磨性，消除应力，降低脆性
中温回火 350~500 回火后的为组织屈氏体，硬度35~50，回火的目的：获得高的屈服强度和弹性极限
高温回火500~650回火后的为组织索氏体，硬度25~35 回火的目的：得到高的综合机械性能
 
     为什么42CrMo通常不在250-350℃回火，以避免沿马氏体片边界析出脆性薄壳状碳化物，引起韧性下降（即低温回火脆性）。钢的回火性能主要取决于回火温度，也与回火时间有关（生产上回火时间为1-3h），回火后通常空冷。某些合金钢（如Cr-Ni钢、Si-Mn钢等）为了防止高温回火脆性（在450~650℃回火后缓冷，韧性突然降低的现象）需要快冷（水冷或油冷），以抑制有害元素P，As、Sb、Sn 等向原奥氏体晶界的偏聚，而造成的晶界弱化变脆。
淬火＋高温回火”后得到的回火索氏体，其性能明显优于奥氏体直接分解的索氏体（片层状），这是由于在外力作用下，片状渗碳体尖端因应力集中形成微裂纹，导致零件过早破坏；而回火素氏体中渗碳体呈细小粒状，既有强化的效果，又不易引起应力集中，因而综合力学性能好，常用于重要结构零件。所以，生产中把“淬火＋高温回火”称为调质处理。
       某些高合金钢（如高速钢）需要进行2~3次回火，使组织充分转变，以获得优良性能。欲获得低碳马氏体或进行高频表面淬火等，可以采取淬火时冷却到200~300℃后再空冷的“自回火”（空冷过程中形成的马氏体获得部分回火），而不进行专门的回火操作。