將工件加熱到一定溫度(通常在相變溫度或再結晶溫度以下)，保溫一段時間，然后緩慢冷卻，以消除各種內應力的退火工藝。
在壓力加工、鑄造、焊接、熱處理、切削加工和其他工藝過程中，制品可能產生內應力。多數情況下，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～
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。
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