將鋼加熱到Ac1+20~30℃,短時保溫后冷卻到Ar1-20~30℃,再進行短時保溫,如此反復進行多次,稱為周期(循環)球化退火(見圖1-14),也稱往復球化退火。在Ac1以上的短時加熱,除奧氏體化外,還可使網狀碳化物開始溶解,呈被切斷的形狀;而在Ar1以下保溫時變為球狀,同時使珠光體中的滲碳體附著在這些球上生長。幾次反復后,便可得到較好的球化組織。此工藝易控制、周期短、所得球化組織良好,而且可以使工件的淬火開裂傾向大為減少。循環周期視球化要求等級而定,并以10~20℃/h冷速緩冷到550空冷。適用于過共析鋼及合金工具鋼,周期較短。球化較充分,但控制較繁瑣,不宜大件退火。

此工藝適用于小批量生產的小型工具等。在實際操作中,可將小型工件加熱到Ac1以上,然后自爐中取出空冷到Ar1以下,隨后又放入爐中加熱,如此反復幾次,能獲得滿意的球化效果(工件心部球化較差)。

在批量較大或球化質量要求較高時,可采用自動控制專用設備。例如,某廠采用周期(循環)球化退火代替等溫球化退火,對TA、GCr15鋼進行球化處理,其工藝曲線如圖1-15和圖1-16所示。