L'entità e la velocità del cambiamento della microstruttura e delle proprietà durante il rinvenimento devono dipendere da quanto lontano è lo stato del campione rispetto all'equilibrio. Perciò ci si aspetta che il comportamento della bainite durante il rinvenimento sia differente da quello della martensite.
Al contrario della martensite, la ferrite bainitica di solito contiene soltanto un leggero eccesso di carbonio in soluzione. In un campione di bainite trasformato la maggior parte del carbonio è sotto forma di particelle di cementite che, a loro volta, tendono a essere più grossolane di quelle associate alla martensite rinvenuta. L'effetto dei trattamenti termici di rinvenimento risulta sempre più moderato rispetto a quello della martensite nello stesso acciaio.
La bainite si forma a temperature relativamente elevate alle quali, durante la trasformazione, si ha del recupero. Di conseguenza quando gli acciai bainitici a basso carbonio sono ricotti a temperature fino a 700 °C (1 ora), si verificano soltanto piccole variazioni nel recupero della struttura, nella morfologia o nelle particelle di carburo. Un rapido addolcimento avviene soltanto quando la struttura lamellare della ferrite si trasforma in ferrite equiassica. A questo processo è associata la sferoidizzazione e la coalescenza della cementite. Un ulteriore rinvenimento ha effetti minimi.
In netto contrasto con gli acciai martensitici, piccole variazioni della concentrazione di carbonio (0.06-0.14% in peso) hanno uno scarso effetto sul rinvenimento della bainite. Il carbonio ha un effetto di rafforzamento per soluzione solida molto forte. Quindi, durante il rinvenimento, la resistenza della martensite crolla bruscamente con la precipitazione del carbonio. Nel caso della bainite il carbonio è presente in prevalenza sotto forma di carburi grossolani che contribuiscono poco alla resistenza. Pertanto non sorprende che la risposta al rinvenimento sia abbastanza insensibile al contenuto totale di carbonio.
Molte microstrutture bainitiche contengono un'apprezzabile quantità di austenite ritenuta. Il rinvenimento, solitamente a temperature superiori a 400 °C, provoca la decomposizione di tale austenite in una miscela di ferrite e carburi.
Gli acciai bainitici che contengono elementi che hanno una forte tendenza a formare carburi, come Cr, V, Mo e Nb, durante un trattamento ad alta temperatura subiscono un processo di indurimento secondario, che si produce quando fini (e più stabili) particelle di carburi degli elementi di lega si formano a spese della cementite. Poiché la cementite nella ferrite è sotto forma di particelle grossolane, la reazione di indurimento secondario della bainite tende a essere più lenta rispetto a quella della martensite.
C'è un notevole interesse nell'uso di acciai bainitici contenenti rame per applicazioni nella meccanica pesante. Il rinvenimento induce la formazione di fini particelle di rame che contribuiscono al rafforzamento senza deteriorare la tenacità.
Riassumendo, ci sono differenze significative nel comportamento al rinvenimento tra bainite e martensite. La più importante è dovuta alla minore quantità di carbonio in soluzione solida nella bainite. Ciò ha come conseguenza che le microstrutture bainitiche sono molto meno sensibili al rinvenimento poiché la diminuzione di resistenza dovuta alla rimozione della piccola quantità di carbonio in soluzione è quasi nulla. La maggior variazione della resistenza si ha soltanto quando la microstruttura lamellare della bainite diviene più grossolana o ricristallizza in una struttura di grani equiassici di ferrite. Variazioni minori della resistenza sono dovute alla coalescenza delle particelle di cementite e a un generale recupero della substruttura delle dislocazioni. Gli acciai bainitici che contengono elementi che hanno una forte tendenza a formare carburi tendono a presentare fenomeni di indurimento secondario piuttosto simili a quelli osservati negli acciai martensitici, che dipendono dalla precipitazione di fini carburi degli elementi di lega.