工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺称为正火。正火时，通常将钢材或钢件加热到Ac3或Accm以上30～50℃，保持适当的时间后，在静止的空气中冷却。如果在静止的空气中冷却至Ar1附近即转入缓慢冷却，这种工艺称二段正火。二段正火多用于对正火畸变要求较严的工件。将工件加热到Ac3以上100～150℃的正火则称为高温正火。
此外，将工件加热到Ac3或Accm以上30～50℃［如为改善切削加工性，可加热到Ac3＋（100～150）℃］，保持适当时间后快冷到珠光体转变区的某一温度保温，以获得珠光体型组织，然后在空气中冷却的正火工艺称为等温正火。
正火与退火的目的基本相同。主要是消除冶金及冷、热加工过程中产生的组织缺陷，并为以后的机械加工及热处理准备良好的组织状态。此外，由于正火冷却较快，组织较细，其综合力学性能要高于退火状态。通常，正火主要用于：
1）消除过共析碳钢和合金钢中网状碳化物，细化片状珠光体，有利于随后球化退火时获得均匀细小的球状碳化物。
2）用于低、中碳钢和低合金结构钢作为预备热处理，达到均匀、细化珠光体组织，消除内应力，改善工艺性能，特别是切削加工性能的目的。
3）对于一些对力学性能要求不很高的中碳钢结构件，可作为最终热处理而直接使用。
4）用于淬火返修处理，以消除应力，细化组织。(www.xing528.com)
5）用于电渣焊接头，细化晶粒，改善组织。
6）某些不锈钢、耐热钢常通过正火＋高温回火来改善原始组织。
7）一些低合金钢（如20Mn、15CrMo、20CrMoV等）铸锻件，为了提高其韧性，特别是在低温下的冲击韧度，还可采用双重正火的工艺方法，即第一次正火采用高温正火，用以消除热加工中形成的过热组织，并使难溶第二相充分固溶入奥氏体中，然后进行第二次普通正常正火，使奥氏体晶粒细化。
需说明的是，对于截面较大的工件，由于工件表面与心部冷速的差异，会造成正火后截面上性能的不均匀。对此，从设计和工艺上应予以重视。
正火适用于大多数碳钢及合金钢的铸件、锻轧件和焊接件。
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