正火是將鋼加熱到Ac3（或Accm）以上適當溫度，保溫以后在空氣中冷卻得到珠光體型組織（一般為索氏體）的熱處理工藝。與完全退火相比，二者的加熱溫度相同，但正火冷卻速度較快，轉變溫度較低。因此，相同鋼材正火后，鐵素體量較少，珠光體組織較細，鋼的強度、硬度也較高，塑性、韌性較好，綜合力學性能較高. 正火過程的實質是完全奧氏體化加偽共析轉變。當鋼中碳的質量分數為wc=0.6%~1. 4%時，正火組織中不出現先共析相，只有偽共析珠光體或索氏體。碳的質量分數wc小于0.6%的鋼，正火后除了偽共析體外，還有少量鐵素體。

正火可以作為預備熱處理，為機械加工提供適宜的硬度，又能細化晶粒、、消除應力、消除魏氏組織和帶狀組織，為最終熱處理提供合適的組織狀態。正火還可作為最終熱處理，為某些受力較小、性能要求不高的碳素鋼結構零件提供合適的力學性能。正火還能消除過共析鋼的網狀碳化物，為球化退火做好組織準備。對于大型工件及形狀復雜或截面變化大的工件，用正火代替淬火和回火可以防止變形和開裂。

正火處理的加熱溫度通常在Ac3或Accm以上30~ 50℃，高于一般退火的溫度。對于含有V、Ti、Nb等碳化物形成元素的合金鋼，可采用更高的加熱溫度，即Ac3+100~150℃。為了消除過共析鋼的網狀碳化物，也可適當提高加熱溫度，讓碳化物充分溶解。正火保溫時間和完全退火相同，應以工件燒透，即心部達到要求的加熱溫度為準，還應考慮鋼材成分、原始組織、裝爐量和加熱設備等因素。通常根據具體工件尺寸和經驗數據加以確定。正火冷卻方式最常用的是將鋼件從加熱爐中取出在空氣中自然冷卻。對于大件也可采用吹風、噴霧和調節鋼件堆放距離等方法控制鋼件的冷卻速度，達到要求的組織和性能。

正火工藝是較簡單、經濟的熱處理方法，主要應用于以下幾方面：

(1)改善低碳鋼和低合金鋼的可加工性碳質量分數wc<0.25%的碳素鋼和低合金鋼，退火后硬度較低，切削加工時易于“粘刀”，通過正火處理，可以減少自由鐵素體，獲得細片狀珠光體，使硬度提高至140～194HBW，改善鋼的可加工性。

(2)消除熱加工缺陷中碳結構鋼鑄件、鍛（軋）件以及焊接件在熱加工后易出現魏氏組織、粗大晶粒等過熱缺陷和帶狀組織，通過正火處理可以消除這些缺陷組織。

(3)消除過共析鋼的網狀碳化物以便于球化退火過共析鋼在淬火之前要進行球化退火，以便于機械加工并為淬火做好組織準備。當過共析鋼中存在嚴重的網狀碳化物時，將達不到良好的球化效果，通過正火可以消除網狀碳化物。為此，正火加熱時要保證碳化物全部溶入奧氏體中，要采用較快的冷卻速度抑制二次碳化物的析出，獲得偽共析組織。

(4)提高普通結構零件的力學性能一些受力不大、性能要求不高的碳素鋼和合金鋼零件采用正火處理，即可達到一定的綜合力學性能，可代替調質處理，作為零件的最終熱處理。