正火也叫常化,是钢材加工当中十分常用的热处理工艺。简单来讲就是把钢件加热到临界温度之上,保温一段时间,取出放在空气中自然冷却,以此改变钢材内部晶粒结构,调整钢材强度硬度的加工手段。正火冷却速度介于退火与淬火之间,成品硬度高于退火,低于淬火,兼顾强度与韧性,工艺简单,生产效率高。
一、基础工艺流程
第一步加热,将钢材升温至相变临界点以上30‑50摄氏度,让内部金属组织完全转化为奥氏体。第二步保温,根据工件厚薄保持温度,让钢材内外受热均匀。第三步空冷,工件拿出炉体,在空气环境自然冷却,部分工况采用吹风或者喷雾辅助冷却,不进行水冷油冷的极速降温。经过这套流程钢材晶粒被细化,内部组织分布更加均匀,消除锻造铸造留下的部分内部缺陷与残余应力。
二、核心作用
第一细化晶粒均匀组织。铸件锻件加工后晶粒粗大,正火可以打碎粗大组织,减少材料内部缺陷,降低开裂风险。 第二改善切削加工性能。低碳钢退火之后材质过软,加工容易粘刀,经过正火适度提升硬度,机床切削更加顺畅省力。 第三作为预备热处理。给后续淬火、调质等工序打好组织基础,减少后续加工变形概率。 第四可直接当最终处理。部分性能要求不高的普通机械零件,直接使用正火处理成品,替代复杂调质工艺,节约生产成本与加工时长。
三、主要适用场景
低碳钢毛坯件粗加工之前,普遍采用正火预处理,解决粘刀问题,方便机加工下料。 中碳钢普通齿轮、轴类零件,性能要求一般时,正火直接作为成品热处理工序。 铸钢件、锻件处理,消除高温加工带来的粗大晶粒、带状组织缺陷。 部分钢材淬火之前做正火预处理,优化内部组织,提升后续淬火加工质量。
四、和相近工艺简单区分
正火对比退火,冷却速度更快,硬度强度更高,生产周期短,成本更低;退火冷却在炉内缓慢降温,材质更软塑性更好,适合需要大幅软化钢材的工况。 正火对比淬火,淬火使用水油急速冷却,钢材硬度极高但脆性大;正火空气冷却,性能均衡,不会出现淬火那样的高脆性状态。
五、实用例句
这批轴类毛坯需要先进行正火,再开展切削加工。
经过正火处理,铸件晶粒得到细化,加工性能明显改善。
对于要求不高的结构零件,可以用正火代替调质处理。
六、使用注意
正火依靠空气冷却,大件工件内外冷却速度存在差异,尺寸偏大的工件容易出现硬度不均匀。形状复杂工件正火之后,有时搭配高温回火消除冷却产生的内部应力,避免后续使用发生开裂变形。正火多用于碳钢、低合金钢,部分高合金钢并不适合选用正火工艺。