将钢材或铸铁工件加热奥氏体化后在空气中冷却，得到含有珠光体的均匀组织的热处理工艺称为正火。将工件加热到Ac3或Ac㎝以上30-50摄氏度，保持适当时间后，在静止的空气中冷却到Ar1附近既转入缓冷的正火工艺称为二段正火。将工件加热到Ac3或Ac㎝以上30-50摄氏度，保持适当时间后快冷到珠光体转变区的某一温度保温，以或得珠光体型组织，然后在空气中冷却的正火工艺称为等温正火。

正火所达到的效果与材料的成分及组织有关。过共析钢正火后可消除网状碳化物，而低碳钢正火后将显著改善钢的切削加工性能。所有钢铁材料通过正火均可使铸锻件晶粒细化并消除内应力。正火后的钢铁件可获得优于退火态的综合力学性能。正火广泛应用于淬火前的预热处理，w（C）=0.4％-0.7％的钢件也可在正火态直接使用，对w（C）＜0.4％的中低碳钢往往用正火代替完全退火。对中高碳钢及中高碳合金钢件，为降低正火后的硬度及消除内应力还可在正火后进行附加的低温退火（500-600℃）。由于工件表面与心部冷速差异，当直径较大时正火后截面上的性能将很不均匀，由此产生的差异称之为“质量效应”。碳钢与合金钢正火后硬度与质量效应决定工件硬度。

对铸锻件进行两次以上的重复正火称为多重正火，第一次正火采用150-200℃高温正火，第二次采用30-50℃正火，通过第一次正火可以消除热加工中形成的过热组织，并难溶于第二相充分固溶入奥氏体中，第二次正火使奥氏体晶粒细化。低碳合金铸钢件通过双重正火不仅细化了晶粒，匀化了组织，还是冲击韧度，特别在低温下冲击韧度有明显提高。在实际生产工作中，正火也会出现一些缺陷，对此我们对正火缺陷类型做一些总结，并提出相应的解决措施。

1.过烧 因为加热温度过高使晶界局部熔化，我们无法补救只能报废工件。

2.过热 加热温度高使奥氏体晶粒粗大，冷却后形成魏氏组织或粗晶组织，钢的冲击韧度下降。我们可以采取完全退火或正火补救。

3.黑斑 碳素工具钢由于终锻温度过高（＞1000℃），冷却缓慢或退火加热度过高，在石墨化温度范围长时间停留，或多次返修退火导致在钢中出现石墨碳，并在其周围形成大块铁素体，断口成黑灰色。这种情况无法补救，保证工件的性能只能报废。

4.反常组织 Ar1附近冷速过低或在Ar1以下长期保温，会在先共析铁素体晶界上出现粗大渗碳体周围出现宽铁素体条。遇到这种情况，我们把工件重新退火。

5.球化不均匀 球化退火前为消除网状碳化物形成残存大块状碳化物或球化退火工艺控制不当出现片状碳化物。补救办法，正火后重新球化退火。

6.脱碳 工件表面脱碳层严重超过技术条件要求，我们可以采用在保护气氛中退火或者复碳处理。