正火主要用于钢铁工件。一般钢铁正火与退火相似，内齿轮热处理，但冷却速度稍大，组织较细。有些临界冷却速度(见淬火)很小的钢，在空气中冷却就可以使奥氏体转变为马氏体，这种处理不属于正火性质，而称为空冷淬火。与此相反，一些用临界冷却速度较大的钢制作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到马氏体，淬火的效果接近正火。钢正火后的硬度比退火高。正火时不必像退火那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，平度热处理，生产---，所以在生产中一般尽可能用正火代替退火。对于含碳量低于0.25%的低碳钢，正火后达到的硬度适中，比退火更便于切削加工，一般均采用正火为切削加工作准备。对含碳量为0.25~0.5%的中碳钢，正火后也可以满足切削加工的要求。对于用这类钢制作的轻载荷零件，正火还可以作为终热处理。高碳工具钢和轴承钢正火是为了消除组织中的网状碳化物，为球化退火作组织准备。
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渗入钢中的氮一方面---与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，---是氮化铝、氮化铬。这些氮化物具有---的硬度、热稳定性和---的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗---和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而畸变小，但由于心部硬度较低，渗层也较浅，一般只能满足承受轻、中等载荷的耐磨、耐疲劳要求，或有一定耐热、耐腐蚀要求的机器零件，以及各种切削刀具、冷作和热作模具等。渗氮有多种方法，常用的是气体渗氮和离子渗氮。
钢铁渗氮的研究始于20世纪初，20年以后获得工业应用。初的气体渗氮，---于含铬、铝的钢，后来才扩大到其他钢种。从70年开始，渗氮从理论到工艺都得到迅速发展并日趋完善，适用的材料和工件也日益扩大，成为重要的化学热处理工艺之一。
直接淬火 渗碳后直接淬火，具有生产---、成本低、氧化脱碳等优点，但 是由于渗碳温度高，奥氏体晶粒长大， 淬火后马氏体较粗， 残余奥氏体也较多，扳手热处理， 所以耐磨 性和韧性较差。只适用于本质细晶粒钢和耐磨性要求不高的或承载低的零件。 (2) 一次淬火 是在渗碳缓慢冷却之后， 重新加热到临界温度以上保温后淬火。与 直接淬火相比，一次淬火可使钢的组织得到一定程度的细化。心部组织要求高时，一次淬 火的加热温度略高于ac3。对于受载不大但表面有较高耐磨性和较高硬度性能要求的零件， 淬火温度应选用ac1 以上30℃～50℃，使表层晶粒细化， 而心部组织无大的---， 性能略 差一些。 (3) 二次淬火 对于力学性能要求---或本质粗晶粒钢， 应采用二次淬火。 淬火目的是---心部组织，加热温度为ac3 以上30℃～50℃。第二次淬火目的是细化表 层组织， 获得细马氏体和均匀分布的粒状二次渗碳体，加热温度为ac1 以上30℃～50℃。
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