正火的目的與退火基本相同,具有減小鋼的內應力、均勻組織和細化晶粒,為最終熱處理做好組織準備等作用。另外,對于低碳鋼也可以作為最終熱處理,因為正火使其晶粒細化,并使碳化物分布更均勻,以獲得優良的綜合性能。
正火是把鋼件加熱到相變溫度以上30-50℃,經適當保溫后從爐中取出,在空氣中冷卻。因冷卻速度比退火快,這樣,得到的晶粒較細,同時珠光體也較細密,與完全退火相比,鋼材的強度與韌性均有適最提高。這是比較簡便而經濟地提高鋼材力學性能的方法,所以在生產中運用得很多。鍛造的法蘭及換熱器的管板等常經過正火處理。
壓力容器常用的碳鋼和低合金鋼通過正火,可以提高力學性能、細化晶粒、改善組織(如消除魏氏組織、帶狀組織、大塊鐵素體等)。壓力容器用鋼的正火一般在鋼廠進行,目的在于改善熱軋狀態(非控制軋制)鋼板的力學性能,主要是提高其塑性和韌性。對于一些低溫容器用鋼,通過正火可細化晶粒,達到低溫韌性要求(如16MnDR,09MnNiD等),這對于生產冷卷壓力容器和冷壓制造球殼是很有意義的。
在壓力容器制造過程中,碳鋼和Q345R等低合金鋼的正火很多都結合工件熱成型(熱卷、熱校圓、熱沖壓等)進行,要求熱成型溫度盡可能接近正火溫度。這種熱成型與正火相結合的工藝,可以獲得良好的綜合力學性能,而且節約能源,但對Cr-Mo鋼等中溫抗氫鋼一般不能以熱成型代替正火,需在熱成型后重新進行正火。對于采用電渣焊焊接的焊縫,一般需多次正火,即多次重結晶正火,細化焊縫晶粒,改善組織,達到提高和改善力學性能的目的。