現常有重復淬火的情況，第一次淬火失敗或回火過度均要重新淬火或回火。反復淬火易產生淬火裂紋，因反復淬火使淬火應力累加，并使結晶粒變粗，淬火性增大。變形及淬裂機會也就增多。
JIS規定熱處理（實際上為淬火）之重復以2次為限（JIS G0303檢查通則，機械性能的再實驗項），包括最初1次共為3次。至于回火則不限次數，達到所要求的硬度或強度就行。
如在淬火與淬火之間施行退火則另當別論。如果淬火過程中不經中間退火（或工程退火）而反復淬火時，變形量將會增加，若多次反復淬火時累積而變為球形狀，最后發生龜裂現象，故其重復淬火以2次為限。若實施中間退火則雖非無限，但重復多次仍然無妨。由于重復越多越易淬火，需要更加注意淬裂與變形。
高速鋼等如不經退火而反復淬火則晶粒變的粗大而脆弱，在剖面上出現一種魚鱗狀剖面，稱為鱗剝（fish scale)，此剖面也有呈現如大理石狀，也稱為大理石花紋剖面（marble fracture)。發生鱗剝的高速鋼，其硬度雖然沒有明顯變化，但一般會變脆，必須注意避免此缺點。
反復淬火表示淬火技術不成熱，要多學習，務必作到淬火一次即成功。
一般反復回火處理過程大致如下：

1）先將被處理鋼件加熱至奧氏體化溫度。

2）淬火于200℃或稍高溫度的熱浴中恒溫保持直到全部恒溫態完成。

3）立即投入更高溫之熱浴中，將恒溫轉變所生成貝氏體回火。
這種奧氏體等溫淬火再回火的最大特點在于恒溫轉變用熱浴的溫度較低，冷卻速度較快，因此對于較大型鋼件也可施行奧氏體等溫淬火，而且由于所得為回火貝氏體組織，因此其機械性能也更優異。
回火須注意回火溫度，施行提升階段式的重復回火，以求得所要的硬度。