零件的回火温度高于正常要求的温度，造成马氏体的分解而降低了硬度。高速钢一般是回火温度低于要求的540到560℃，而在300到400℃进行回火，无二次硬化现象出现，造成零件的整体硬度低于热处理的要求；如果在580℃以上进行高温回火，也将造成硬度不足。所以应该根据零件的具体硬度和组织的性能要求进行实践，才能得出正确的工艺参数。
对高合金钢而言，零件内部合金元素增多，形成了大量的合金碳化物在冷却过程中其具有高的淬透性，因此可得到较多残余的奥氏体组织。只有通过回火二到三次的高温回火，才能使未转变的残余奥氏体组织转变为马氏体，提高零件的硬度。
零件回火不足也是硬度不符合要求的一种缺陷，马氏体淬火组织为充分转变为回火马氏体，淬火后残余奥氏体仍存在于基体中，由于残余奥氏体具有较好的塑性和韧性，因此它造成硬度的不足，因此对于该缺陷应进行重新淬火和回火，即可达到零件的热处理硬度要求。根据零件的大小、材料和具体技术要求确定回火时间的长短，基本原则为使组织完全发生组织转变，减少内应力，确保组织尺寸的稳定。