完成退火需要很長時間，特別是對于在奧氏體下相對較冷的合金鋼而言。如果將奧氏體鋼冷卻至略低于Ar1的溫度，則溫度會從A變為P，然后空冷至室溫，這會大大縮短退火時間。該退火方法稱為等溫退火。 

工藝：將鋼加熱到高于Ac3（或Ac1）的溫度，并保持適當的時間后，將其迅速冷卻至珠光體區域中的特定溫度，并保持等溫，以使奧氏體轉變為珠光體，然后空冷至室溫熱處理工藝。 

目的：與完全退火一樣，過渡過程更易于控制。 

適用于更穩定的鋼：高碳鋼（wc> 0.6％），合金工具鋼，高合金鋼（合金元素總量> 10％）。等溫退火也有利于獲得均勻的組織和性能。但是，由于等溫退火不容易使工件或成批工件達到等溫溫度，因此不適用于大截面鋼零件和大批裝料。 

工藝：將鋼加熱到高于Ac3的20～30°C，并加熱一段時間（使用熔爐）以緩慢冷卻，以獲得接近平衡結構的熱處理工藝（完全奧氏體化）。 

完全退火主要用于次共析鋼（wc = 0.3～0.6％），通常用于中碳鋼和中低碳合金鋼的鑄件，鍛件和熱軋型材，有時還用于其焊接零件。低碳鋼充分退火后的硬度較低，不利于切削。當將超共析鋼加熱到Accm以上并緩慢冷卻并退火時，Fe3CII將沿著晶界以網狀沉淀，從而使鋼堅固，堅硬且可延展。并且韌性顯著降低，對最終的熱處理留下了隱患。 

中國鋼管信息港調查組獲悉：目的：細化晶粒，使結構均勻，消除內應力，降低硬度，提高鋼的切削性能。完全退火的亞共析鋼的顯微組織為F +P。 

在實際生產中，為了提高生產率，將其空氣冷卻以將退火冷卻至約500℃。