Диффузионный отжиг эффективен для устранения неоднородностей в легированных сталях, потому что при его проведении при высоких температурах (1100–1200 °С) наиболее эффективно протекают диффузионные процессы, необходимые для выравнивания состава стали по всему объёму. 25

Этот вид отжига позволяет снизить дендритную или внутрикристаллитную неоднородность, которая повышает склонность металла при обработке давлением к негативным явлениям, таким как хрупкий излом, неравномерность свойств в различных направлениях, слоистый излом, трещинообразование, снижение пластичности и вязкости. 1

В результате диффузионного отжига получается крупное зерно, которое измельчают дальнейшей обработкой давлением или термической обработкой. 1