在高温时，在多边形化的同时会发生聚集再结晶，从而在长时间保温的条件下取得粗晶粒奥氏体（3-4级）。同柱状结晶区相比，在焊缝中心较快地形成次生网状晶界，这是由于畸变大量集聚（以前已由X光组织法所确认）和大量类似于钢锭的缺陷，因为金属的这些部分最后结晶。

应变程度越高，晶格的畸变越大，使晶格原子更为活动所需消耗的能越小，即活化能和弥散热有所减少。结果促使弥散过程加速，从而加速组织的转化。

同焊缝中心等轴晶粒相比较，焊缝外缘却生成形状被拉伸的晶粒，这是由树枝状结晶的结晶结构决定的。这种结构促使晶粒在原先枝晶生长的方向上再结晶生长。

在高温时，焊缝金属中的化学显微不均质性由于发生弥散过程而逐渐消失。随着加热和均热发生相变，在加热至750-900℃时，铬的碳化物部分溶解并析出钛的碳化物和复杂碳化物，在温度超过1050℃时，钛的碳化物溶解，发生转变,从而促使消除焊缝的化学不均质性，并使焊缝化学成分接近母体金属的化学成分。显微化学分析证实，由于在1100℃以上的温度下进行热处理并持续长时间的保温（30分钟以上），无论是在焊缝区或是在整个截面上，化学元素含量都变得均匀了。

用液体静力学称量法测定金属的密度及在电解酸洗时对奥氏体和母体金属的腐蚀性进行的比较表明，在热处理之后，焊缝的密度增加不火，即使保温达10小时，焊缝和母体金属的密度差别仍然存在。在任何温度和任何保温时间热处理后，焊缝的腐蚀性也仍然存在。电子显微镜栓验表明，在热处理过程中加热时，碳化物相和金属间相的析出物溶解。但在原有的偏析处，仍保留着由于溶解相单位容积的差别和结晶缺陷的集聚而形成的超倍显微疏松和气孔。因而焊缝金属中的物理不均质性（大量的缺位、位错缺陷）有所降低，但在上述保温的条件下，在所研究的温度范围内进行热处理并不能消除这些缺陷。