由于奥氏体不锈钢管在加热到高温时不发生相变，其热处理就是把钢管加热到1000～1100℃，在奥氏体再结晶的同时，使加工中产生的碳化物和σ相分解物固溶到奥氏体中，然后快速冷却，使碳以固溶状态的奥氏体保持到常温，获得单相奥氏体的工艺方法叫固溶处理。其热处理工艺与淬火相似，只是不发生相变。固溶处理的主要目的是使奥氏体不锈钢具有优良的耐蚀性。
奥氏体不锈钢管固溶处理的温度都较高，其加热温度主要取决于碳化物固溶速度。例如，06Cr19Ni10 钢管的碳化物在1065℃时固溶需3min，在1176℃时需要1.5min，在1000℃时则需10min。从这个角度来看，加热温度越高越好，但加热温度过高会引起钢中晶粒过分长大，工件表层氧化皮增厚等缺陷。同时，晶粒过大，会使钢的抗拉强度明显下降。因此，一般取1000～1100℃，碳含量高时取上限温度，碳含量低时取下限温度。
奥氏体不锈钢管加热宜在中性或弱氧化气氛中进行，为此常采用空气炉做加热设备，并以氨分解气作为加热介质，或在真空炉中加热。但不宜在盐浴炉中加热，因为盐浴中的氯化盐会使奥氏体不锈钢遭受腐蚀。为了保证加热质量，热处理前需将工件表面清洗干净。
奥氏体不锈钢管的热导率低（特别是低温时），升到高温时热导率才有所提高，所以对于大断面的奥氏体不锈钢零件都要预热到700～800℃，然后再快速升温；对于断面较小的奥氏体不锈钢零件（如带钢），如果升温过慢，碳化物会充分析出，就会导致固溶时间过长。由于加热到900℃时，碳化物及其他化合物便开始向固溶体溶解，因此在固溶温度下的保温时间不必很长。美国阿姆科公司曾经制定了一个经典的加热和保温时间表（见表3-6），可供参考。
为防止已固溶的碳化物从奥氏体中析出，加热保温后的奥氏体不锈钢管的冷却速度应引起重视，特别是在600～700℃时，碳化物析出较多而发生敏化，所以必须在水中进行快速冷却。对于厚度不大的工件，为防止变形，可以空冷。对于断面较大的零件，在固溶后冷却时，无论怎样快冷，中心部位的冷却速度仍然较慢，往往会因碳化物析出较多而发生敏化。所以在工厂的实际生产中，对于截面较大的零件，应选用加Ti、Nb等元素的稳定化奥氏体不锈钢，如06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni11Nb等，因为Ti、Nb等元素对碳的亲和力较大，可以不需要水淬或其他快速冷却措施进行快冷。
固溶处理后，奥氏体不锈钢管具有最低的强度和硬度，所以固溶处理是最大的软化处理，可以进行切削加工；固溶处理还可以提高奥氏体不锈钢管的耐蚀性，是防止晶间腐蚀的重要措施。
另外，固溶处理还可以消除压力加工、焊接等产生的应力，恢复钢的塑性。
