奧氏體不銹耐熱鋼按其加工特點可分為冷變形耐熱鋼、熱變形耐熱鋼與鑄造耐熱鋼。根據加工特點的不同可分別采用不同的熱處理方法。冷變形（板材）耐熱鋼在固溶狀態或穩定化（退火）狀態下使用；熱變形（棒材與鍛件）耐熱鋼在彌散硬化（固溶＋時效）狀態下使用；鑄造耐熱鋼一般在鑄造狀態或固溶狀態下使用，也有的在彌散硬化狀態下使用。

一、固溶化 

   對于冷變形耐熱鋼固溶的目的一是為了消除冷作硬化，二是為了使鋼中的化合物充分溶入固溶體中，以獲得單一均勻的奧氏體組織，并使奧氏體不銹耐熱鋼得以強化，從而提高奧氏體不銹耐熱鋼的高溫力學性能和高溫抗氧化性能；對于熱變形奧氏體耐熱鋼來說，固溶的目的是為了使強化相充分溶入固溶體中，以便得到均勻的過飽和固溶體，從而使鋼經彌散硬化處理（時效）之后，獲得較高的高溫力學性能和抗氧化性能；而鑄造耐熱鋼固溶的目的是為了強化固溶體，提高鋼的高溫力學性能。

   固溶處理的方法與其他類型的奧氏體不銹鋼基本相同，固溶溫度一般為1000～1200℃，冷變形耐熱鋼固溶保溫時間按1min／mm計算；熱變形奧氏體不銹耐熱鋼與鑄造耐熱鋼的固溶保溫時間都比較長，一般為數小時。加熱溫度過低或保溫時間過短，化合物的溶解不充分，不能獲得均勻單一的奧氏體組織；溫度過高或保溫時間過長，將會引起晶粒過分長大，降低鋼的耐高溫性能。保溫后，一般都在空氣中冷卻，個別的耐熱鋼在水中冷卻。

二、時效（彌散硬化）

   時效的目的是為了使過飽和固溶體中析出強化相微粒，從而使奧氏體耐熱不銹鋼得以強化。

   時效溫度直接影響時效過程的進行和強化效果，時效溫度越低，時效過程進行得越緩慢；時效溫度越高，將使析出的強化相微粒變粗，降低強化效果。因此應在不影響微粒變粗的情況下，盡可能采用較高溫度并保持足夠長的時間，以獲得穩定的組織，時效溫度一般采取700～850℃，保溫時間為數小時到10余小時。

三、退火 

   冷變形耐熱鋼的退火目的是為了穩定組織和消除應力，提高抗高溫氧化性能和抗化學腐蝕能力，退火也可消除冷作加工硬化。