耐热钢的热处理工艺需根据其类型和使用要求进行精准调控，以实现理想的组织与性能。珠光体耐热钢通常采用正火加回火工艺，通过高温正火使碳化物充分溶解，随后回火析出弥散碳化物，强化基体并改善韧性。马氏体耐热钢则以淬火加高温回火为主，淬火形成马氏体组织，回火过程中析出碳化物，提高钢的高温强度和抗蠕变性能。

铁素体耐热钢一般通过退火处理消除内应力，改善塑性。为避免475℃脆性，退火后需快速冷却。奥氏体耐热钢的热处理分为固溶处理和时效处理。固溶处理使合金元素充分溶解，获得均匀奥氏体组织；时效处理则析出金属间化合物，进一步提升高温强度。

组织调控方面，通过调整热处理温度、保温时间和冷却速度，可改变耐热钢的晶粒大小、碳化物形态及分布。例如，降低正火温度可细化晶粒，提高钢的韧性；延长回火时间能促进碳化物充分析出，增强高温稳定性。此外，合理控制合金元素含量，如添加钒、钛等强碳化物形成元素，可形成稳定的碳化物相，提升耐热钢的综合性能。