等溫分級淬火是將奧氏體化後的工件在下貝氏體區域等溫淬火一段時間(並不進行到下貝氏體轉變完畢),自然浴中取出空冷得到下貝氏體、馬氏體和殘餘奧氏體的熱處理工藝。它實際上是M.點以上的分級淬火與等溫淬火的複合工藝。
部分的貝氏體轉變將使奧氏體中含碳量增加(因為貝氏體首先在奧氏體的貧碳區產生),未轉變奧氏體的M。點下降,空冷至室溫後有較多的殘餘奧氏體,有利於如高速鋼大直徑拉刀等易淬火變形工件的熱校直。等溫過高,貝氏體轉變數較多,使工件的硬度偏低; 溫度過低,則熱校直時彎曲恢復(回彎) 的程度較大,不易發揮部分貝氏體等溫轉變效果。