As mudanças da microestrutura e das propriedades durante o revenido dependem do grau de afastamento do equilíbrio que a amostra sofreu. O comportamento da bainita durante o revenido é bastante diferente da martensita.
Ao contrário da martensita, a ferrita bainítica normalmente contem um pequeno excesso de carbono em solução sólida. Grande parte do carbono na amostra transformada em bainita está na forma de partículas de cementita, estas partículas são maiores que as que se formam durante o revenido da martensita. Os efeitos do tratamento térmico de revenido da bainita são sempre mais suaves do que quando a martensita do mesmo aço é envelhecida.
A bainita forma-se a temperatura relativamente elevada e durante a transformação ocorre alguma recuperação. Consequentemente, quando os aços bainíticos com baixo carbono são recozidos a alta temperatura, como por exemplo 700ºC durante 1 hora, ocorre uma pequena mudança durante a recuperação, assim como na morfologia e nas partículas de carbonetos. Ocorre um rápido amolecimento quando a estrutura da ferrita em forma de ripas muda para ferrita equiaxial. Associada com esta mudança há crescimento e esferoidização da cementita. O revenido posterior tem pequeno efeito.
Uma diferença marcante em relação a martensita é que uma pequena variação na concentração de carbono (0,06 a 0,14%) tem efeito pequeno no revenido da bainita. O carbono tem um grande efeito no endurecimento por solução sólida. Assim, a resistência da martensita cai drasticamente com a precipitação do carbono durante o revenido. O carbono na bainita está mais na forma de carbonetos grosseiros, o que tem pequena contribuição no endurecimento.
Muitas microestruturas bainíticas possuem quantidade apreciável de austenita retida. O revenido, normalmente realizado acima de 400ºC, induz a decomposição desta austenita para formar uma mistura de ferrita e carbonetos.
Os aços bainíticos que possuem elementos de liga com grande potencial para formar carbonetos, como Cr, V, Mo e Nb, podem apresentar o endurecimento secundário durante o recozimento a alta temperatura. O endurecimento secundário ocorre quando carbonetos finos de liga (mais estáveis) formam à expensa da cementita. Uma vez que a cementita na bainita é grosseira, a reação do endurecimento secundário tende a ser suprimida quando comparado com a martensita.
Há interesse considerável em se usar aços bainíticos contendo cobre para aplicações em estruturas pesadas. O revenido induz a formação de partículas de cobre, as quais contribuem para o endurecimento sem no entanto prejudicar a tenacidade.
Em resumo, existe uma diferença significativa no comportamento ao revenido da bainita e da martensita, sendo a mais importante o efeito do baixo teor de carbono em solução sólida na bainita. A microestrutura bainítica é menos sensível ao tratamento de revenido e apresenta menor perda do endurecimento devido a baixa remoção do carbono dissolvido. A maior modificação nas propriedades mecânicas ocorre somente quando a microestrutura das ripas da bainita aumenta de tamanho ou se recristalizam e transformam-se em grãos ferríticos equiaxiais. Pequenas mudanças no endurecimento ocorre devido ao engrossamento da cementita e a recuperação da sub-estrutura de discordâncias. Os aços bainíticos possuem elementos de ligas que são formadores de carbonetos e apresentam a tendência de apresentarem o fenômeno do endurecimento secundário como o observado em aços martensíticos, este fenômeno depende da precipitação de carbonetos finos de liga.