將鋼件加熱到臨界點（Ac₃，Acm）以上，進行完全奧氏體化，然后在空氣中冷卻，這種熱處理稱正火熱處理。正火的目的與退火相同，只是溫度高于退火，且在空氣中冷卻。

正火工藝：

正火的加熱溫度與鋼的化學成分關系很大，低碳鋼加熱溫度為Ac3以上100-150℃，中碳鋼加熱溫度為Ac3以上50-100℃，高碳鋼加熱溫度為Ac3以上30-50℃。保溫時間與工件厚度和加熱爐的形式有關，冷卻既可采用空冷，也可采用吹風冷卻。但注意工件冷卻時不能堆放在一起，應散開放置。

正火后的組織與性能：正火實際上是退火的一種特殊情況，兩者不同之處主要在于正火的冷卻速度較快，因此有偽共析組織。

分析這兩張圖可發現，組織中珠光體量增多，且珠光體層片變小。

通過表格可以看出正火后的強度、硬度、韌性都比退火后的高，塑性也不降低。

正火的作用：正火與退火相似，有以下特點——正火鋼的機械性能高，操作簡便，生產周期短，能量消耗費少，因此盡可能選用正火。

正火有以下幾方面的應用：

1、普通結構件的最終熱處理。正火可以消除鑄造或鍛造生產中的過熱缺陷，細化組織，提高機械性能。

2、改善低碳鋼和低碳合金鋼的切學加工性。硬度在160-230HB的金屬，易切削加工，金屬硬度高，不但難以加工，而且刀具易磨損能量耗費也大，硬度過低，加工又易粘刀，使刀具發熱和磨損且加工零件表面光潔度也很差。

陰影表示，切削加工性能較好和低碳合金鋼，退火硬度一般都在160HB以下，且切削加工性不良，但選用正火，由于珠光體量增加，片層間距變細，從而來改善了切削加工性能。

3、作為中碳結構鋼制作的較主要零件的預先熱處理。正火常用來為較重要零件進行預先處理，比如對中碳結構鋼正火，可使一些不正常的組織變為正常組織，消除熱加工所造成的組織缺陷，并且他對減小工件的淬火變形與開裂，提高淬火質量有積極作用。

4、消除過共析鋼中的網狀二次滲碳體，為球化退火做組織準備。這是因為正火冷卻速度比較快，二次滲碳體來不及沿A晶界成網狀析出。

5、對一些大型或行形狀復雜的零件，淬火可能有開裂的危險，正火也往往代替淬火、回火處理，作為這些零件的最終熱處理。