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回火是决定工件最终力学性能的关键工序，传统空气回火容易使工件表面氧化、脱碳，对于高速钢、工模具钢这类对表面质量要求高的材料，真空回火炉的优势就体现出来了。它在真空或低压保护气氛下完成加热和冷却，工件表面光亮、无氧化，回火脆性也能通过加压气冷得到抑制。本文从结构组成角度，把这类设备的主要部分拆开讲清楚，方便工艺工程师和采购方在选型时对照。
真空回火炉主要用于高速钢、工模具钢、合金结构钢、不锈钢以及其他合金材料的真空回火，也可用于有色金属退火和时效处理。设备普遍采用单室、内热式结构，按现场布局可做卧式或立式。炉内维持较高真空度，保证工件在加热过程中不被氧化；低温段配置对流加热装置，解决单纯辐射加热在低温区间升温慢、温场不均的问题。加压气冷功能则用于抑制回火脆性，这一点对某些含铬、锰合金钢尤其重要。
炉体和炉门都采用双壁水冷结构，内外壁一般用碳素钢焊接成型。炉体与炉门之间是双向密封结构，靠锁紧圈压紧，既能在负压下抽真空不漏气，又能在正压气冷时承受内压。这种设计是真空回火炉区别于普通箱式炉的关键：水冷壁保证外壳温度不高、密封件寿命长，双向密封则兼顾了抽真空和充气压冷两种工况。炉门开启方式有手动和气动两种，大容积炉子多用气动或液压驱动。
加热室俗称炉胆，由隔热层、加热元件和料台组成。隔热层用陶瓷纤维毡加不锈钢反射屏的复合结构，固定在不锈钢板和角钢圈焊成的框架上。加热元件多采用镍铬带，用陶瓷件绝缘，沿圆筒方向布置，加热均匀、热损失小，损坏后可以单独拆卸更换。料台由石墨支柱和石墨炉床瓷隔条搭成，承受工件重量的同时避免与加热元件短路。这种布置方式在低温到中温区间（一般到700℃左右）比较合适，温度再高就要换钼或石墨加热元件。
加热阶段，炉内充入高纯氮或高纯氩，启动炉体前部的循环风机，气体在加热室内强制对流，把热量带到工件表面。这就是为什么真空回火炉在低温段温度均匀性比普通真空炉好——靠的是气体对流，而不是单纯热辐射。保温结束后需要快速冷却时，启动后部风机，气体在炉内外经高效换热器冷却后再吹回加热室，得到均匀冷却效果，缩短冷却周期。两套风系统共用炉胆但风道分开，设计上要防止串风。
真空系统由真空机组、气动挡板阀、管道、电接点压力表和规管组成。抽真空时按工艺分段启动机械泵和罗茨泵，达到设定真空度后转保温。控制系统采用触摸屏加PLC，界面上能实时显示炉温、真空度和风机状态，可调用、编辑、存储工艺曲线，并提供实时曲线、历史曲线、工艺报表和故障报警报表的查询打印。设备具备安全互锁、故障自诊断和异常声光报警，有条件的工厂还可以配置远程诊断模块。整体上，真空回火炉和真空钎焊炉、真空箱式气氛炉在温控逻辑上思路相近，志远工业设备在配套热工装备时也会把这几类设备的工艺接口统一规划，便于车间集中管理。