正火的目的与退火基本相同,具有减小钢的内应力、均匀组织和细化晶粒,为最终热处理做好组织准备等作用。另外,对于低碳钢也可以作为最终热处理,因为正火使其晶粒细化,并使碳化物分布更均匀,以获得优良的综合性能。
正火是把钢件加热到相变温度以上30-50℃,经适当保温后从炉中取出,在空气中冷却。因冷却速度比退火快,这样,得到的晶粒较细,同时珠光体也较细密,与完全退火相比,钢材的强度与韧性均有适最提高。这是比较简便而经济地提高钢材力学性能的方法,所以在生产中运用得很多。锻造的法兰及换热器的管板等常经过正火处理。
压力容器常用的碳钢和低合金钢通过正火,可以提高力学性能、细化晶粒、改善组织(如消除魏氏组织、带状组织、大块铁素体等)。压力容器用钢的正火一般在钢厂进行,目的在于改善热轧状态(非控制轧制)钢板的力学性能,主要是提高其塑性和韧性。对于一些低温容器用钢,通过正火可细化晶粒,达到低温韧性要求(如16MnDR,09MnNiD等),这对于生产冷卷压力容器和冷压制造球壳是很有意义的。
在压力容器制造过程中,碳钢和Q345R等低合金钢的正火很多都结合工件热成型(热卷、热校圆、热冲压等)进行,要求热成型温度尽可能接近正火温度。这种热成型与正火相结合的工艺,可以获得良好的综合力学性能,而且节约能源,但对Cr-Mo钢等中温抗氢钢一般不能以热成型代替正火,需在热成型后重新进行正火。对于采用电渣焊焊接的焊缝,一般需多次正火,即多次重结晶正火,细化焊缝晶粒,改善组织,达到提高和改善力学性能的目的。