冷形變后的金屬在低于再結晶溫度加熱，以去除內應力，但仍保留冷作硬化效果的熱處理，稱為去應力退火，也稱低溫退火。 在去應力退火中金屬組織及性能的變化，相當于溫度曲線圖中的恢復階段。在實際生產(chǎn) 中，去應力退火工藝的應用比上述定義廣泛得多。熱鍛軋、鑄造、各種冷變形加工、切 削或切割、焊接、熱處理，甚至機器零部件裝配后，在不改變組織狀態(tài)，保留冷作、熱作或表面硬化的條件下，對鋼材或機器零部件進行較低溫度的加熱，以去除內應力，減小變形開裂傾向的工藝，都可稱為去應力退火。

在壓力加工、鑄造、焊接、熱處理、切削加工和其他工藝過程中，制品可能產(chǎn)生內應力。多數(shù)情況下，在工藝過程結束后，金屬內部將保留一部分殘余應力。殘余應力可導致工件破裂、變形或尺寸變化，殘余應力也提高金屬化學活性，在殘余拉應力作用下特別容易造成晶間腐蝕破裂。因此，殘余應力將影響材料的使用性能或導致工件過早失效。

進行去應力退火時，金屬在一定溫度作用下通過內部局部塑性變形（當應力超過該溫度下材料的屈服強度時)或局部的弛豫過程(當應力小于該溫度下材料的屈服強度時）使殘余應力松弛而達到消除的目的。在去應力退火時，工件一般緩慢加熱至較低溫度（灰口鑄鐵為500～550℃，鋼為500～650℃，有色金屬合金沖壓件為再結晶開始溫度以下），保持一段時間后，緩慢冷卻，以防止產(chǎn)生新的殘余應力。

去應力退火并不能完全消除工件內部的殘余應力，而只是大部分消除。要使殘余應力徹底消除，需將工件加熱至更高溫度。在這種條件下，可能會帶來其他組織變化，危及材料的使用性能。