Avspänningsavlastande stål är en värmebehandlingsprocess som innebär att ett arbetsstycke eller en del av stål utsätts för en specifik temperatur under en viss tid. Temperaturen vid vilken spänningsavlastning sker bestäms av omvandlingstemperaturen, som kan vara en annan siffra för olika stållegeringar. Varje stålarbetsstycke kan också kräva olika lång tid, eftersom hela delen måste tillåtas nå den avspänningsavlastande temperaturen. Efter att önskad temperatur har uppnåtts kan arbetsstycket tas bort och tillåtas svalna. Denna process sker vanligtvis efter bearbetning, och den är avsedd att avlägsna inre spänningar från stålet.
Stål är en järnlegering som kan innehålla olika mängder kol, även om andra metaller som mangan och volfram också kan användas. Denna metallegering är mycket stark och motståndskraftig, men bearbetning av den kan införa oönskade påkänningar i en dels fysiska struktur. Avspänningsavlastande stål är ett sätt att hantera denna situation, och bearbetade ståldelar kan skeva eller spricka under användning om denna typ av åtgärder inte vidtas. Denna process kan avlasta över 90 % av den inre spänningen i stål, och är särskilt användbar för stora gjutna eller svetsade delar, förutom arbetsstycken från vilka mycket material togs bort under bearbetningen.
Den allmänna processen för avspänningsavlastande stål är densamma för alla olika legeringar, även om detaljerna för proceduren kan skilja sig åt. Denna process innebär att man inför värme till ståldelar efter bearbetningsprocessen, vars exakta temperatur beror på legeringen i fråga. I allmänhet är den avspänningsavlastande temperaturen cirka 75°C (170°F) lägre än stålets transformationstemperatur. Eftersom stål vanligtvis har en omvandlingstemperatur på cirka 730°C (1340°F), är den korrekta temperaturen för avspänningsavlastande stål ungefär 655°C (1170°F). Legeringar som använder andra metaller, eller avsevärt olika kolnivåer, har vanligtvis högre omvandlingstemperaturer, så avspänningsavlastning av dessa typer av stål kräver ofta mer värme.
Efter att ett bearbetat stålarbetsstycke har utsatts för den avspänningsavlastande temperaturen, måste det lämnas där tills detaljen har värmts upp hela vägen. Vid den tidpunkten kan delen tas bort från värmen, och det sista steget av avspänningsavlastande stål är att låta arbetsstycket svalna. Det är ingen härdning inblandad i denna del av processen, och delarna lämnas vanligtvis för att luftkyla utan fördelen av fläktar eller andra externa kylmetoder.