亚温淬火是亚共析钢在Ac1~Ac3温度之间两相区内加热，经充分保温后淬火，又称临界区淬火。
在正常的完全淬火与回火之间增加一次或多次加热温度在Ac1~Ac3之间的亚温淬火，可以显著提高钢的韧性，降低脆性变温度，减少高温回火脆性。
1、亚温淬火细化了晶粒，得到适量的均匀分布的细小铁素体组织，阻抑裂纹扩展，ak值与回火温度成正比例增加，与常规淬火工艺比，获得相等硬度可用较低回火温度，兼有更高韧性，且可抑制应力集中与阻碍裂纹萌生及扩展；
2、亚温淬火组织中存在未溶铁素体，使奥氏体中碳和合金元素含量增加，淬火后存在少量稳定的残余奥氏体，亦可阻止裂纹的萌生与扩展；
3、亚温淬火可降低有害杂质元素在奥氏体晶界偏聚，起到净化晶界作用；
4、亚温淬火温度低，经形变淬火而细化了的未溶铁素体可阻止晶粒长大，沿淬火前原粗大奥氏体晶界可形成极细的奥氏体晶粒，晶粒细化，晶界增多，故单位界面上有害杂质元素含量降低，有利于增加强韧性，降低缺口敏感性。
5、使引起可逆回火胞性的P、Si、Sb等杂质富集在铁素体中，减少它们在奥氏体晶界上的偏聚机会，降低晶界脆性。
亚共析钢，亚温淬火能实现铁素体+共析点转变的马氏体可以将机械性能达到亚温淬火的最佳状态，尤其是可以得到较高的冲击功，这一点在中碳钢及中碳合金钢中表现的较明显。相对于调质组织状态性能，亚温淬火不可能得到较高的屈服强度，因此屈强比较低，强度较低；疲劳寿命较低。在某些特定情况下，是可以以这种组织状态使用。