高溫彈簧的熱處理工藝對其最終性能至關重要，需根據材料特性和使用要求制定合理的處理規范。

淬火加熱溫度根據材料成分確定。鉻釩鋼淬火溫度通常在850至880攝氏度，硅錳鋼在830至870攝氏度。加熱時間需保證奧氏體化充分，但過長會導致晶粒粗大。保護氣氛或真空加熱可防止表面脫碳，脫碳層會顯著降低彈簧疲勞壽命。加熱設備宜采用鹽浴爐或可控氣氛爐，氧化皮需控制在允許范圍內。

淬火冷卻介質的選擇影響組織轉變。油淬適用于多數彈簧鋼，冷卻速度適中，變形和開裂傾向小。水淬用于較大截面工件，但風險較高。分級淬火或等溫淬火可獲得更好的韌性。奧氏體不銹鋼采用固溶處理，加熱至1000至1100攝氏度后快速冷卻，獲得單一的奧氏體組織。

回火是決定高溫彈簧性能的關鍵工序。回火溫度根據硬度要求確定，一般在400至600攝氏度之間。高溫回火可消除淬火應力，提高韌性和抗松弛性能。回火時間需充分，使碳化物充分析出和聚集。回火后快速冷卻可避免回火脆性。對于沉淀硬化不銹鋼，需進行時效處理，在特定溫度下保溫使強化相析出。

去應力退火用于冷成型彈簧。成型后的彈簧內部存在殘余應力，在200至300攝氏度下保溫數小時可消除應力而不降低硬度。對于精密彈簧，可在熱處理后進行二次回火穩定尺寸。熱處理后的彈簧需進行硬度和金相檢查，確認組織合格。脫碳層深度檢測可采用金相法或顯微硬度法。