一、正火
1. 定義與過程:
正火,英文為 Normalizing,是一種純粹的熱處理工藝。它針對的是已經軋制完成的鋼材(如鋼板、鋼坯、型材等)。
其基本過程是:
加熱: 將鋼材加熱到其奧氏體化溫度以上(通常為Ac3或Accm以上30-50°C)。
保溫: 在該溫度下保溫一段時間,使組織完全轉變為均勻的奧氏體,并消除加工應力。
空冷: 將鋼材從爐中取出,在靜止空氣中均勻冷卻至室溫。
2. 核心目的:
細化晶粒: 消除熱軋過程中因停軋溫度過高造成的粗大晶粒組織。
均勻組織與成分: 消除帶狀組織,減輕枝晶偏析,使鋼材的組織和成分更均勻。
改善機械性能: 提高鋼材的強度、韌性和塑性,獲得良好的綜合力學性能。
消除內應力: 為后續加工(如切削)做準備。
3. 關鍵特點:
獨立工序: 是一個單獨的、在軋制之后進行的處理步驟。
額外成本: 需要重新加熱和專門的設備(臺車爐、輥底爐等),增加了能源消耗、時間和生產成本。
靈活性高: 可以對任何批次的已軋制鋼材進行正火處理,不受軋制過程的限制。
二、正火軋制
1. 定義與過程:
正火軋制,英文為 Normalizing Rolling 或 Thermo-Mechanical Control Process (TMCP) 的一種特定形式。它是一種軋制工藝,而不是獨立的熱處理。
其核心在于控制軋制過程的溫度和冷卻:
控制軋制: 在特定的、相對較低的奧氏體溫度區間進行軋制(通常在Ar3相變點附近)。
控制冷卻: 軋制完成后,立即進行強制空冷或霧冷,以控制冷卻速度,使其達到類似于正火空冷的效果。
2. 核心目的:
“以軋代熱處理”: 其最終目標是通過精確控制軋制和冷卻過程,直接生產出具有正火態組織和性能的鋼材,從而省去后續單獨的正火處理工序。
節能降耗: 充分利用軋制后的余熱,避免鋼材冷卻后再重新加熱,大幅節約能源和時間。
性能提升: 通過控制形變和相變,有時能獲得比傳統正火更細小的晶粒和更優異的性能。
3. 關鍵特點:
在線工藝: 是軋制生產線的一部分,與軋制過程連續進行,一氣呵成。
成本效益高: 節省了二次加熱的能源和設備投資,生產效率高,成本更低。
技術要求高: 需要對軋制溫度、變形量、冷卻速率等進行極其精確的控制,對設備和自動化系統要求很高。
三、核心區別對比表
特征維度 |
正火 |
正火軋制 |
工藝性質 |
獨立的熱處理工藝 |
軋制工藝的一部分(控軋控冷工藝) |
生產過程 |
軋制→冷卻至室溫→重新加熱→保溫→空冷 |
軋制(在特定溫度)→立即在線控制冷卻(不重新加熱) |
能源消耗 |
高(需要二次加熱) |
低(利用軋制余熱) |
生產成本 |
較高(額外工序、設備、能耗) |
較低(集成化生產,效率高) |
組織性能 |
獲得均勻、細小的正火組織,性能穩定 |
可獲得與正火相當甚至更優的組織和性能 |
靈活性 |
高,可對任何已生產鋼材進行處理 |
低,必須在軋制線上一次性完成,參數設定后不易更改 |
主要目的 |
改善和優化已成型鋼材的組織與性能 |
“以軋代熱處理”,直接生產出達標產品 |

總結與類比
為了更好地理解,可以做一個簡單的類比:
正火 就像是做菜時的 “回鍋”。先把菜炒好(軋制),盛出來放涼(冷卻到室溫)。覺得味道或口感不夠好,再重新倒回鍋里加熱翻炒一遍(正火處理),以達到最佳風味(性能)。
正火軋制 則像是 “精準控制火候和出鍋時機的一次成菜”。在炒菜(軋制)過程中就精確控制火候大。ㄜ堉茰囟龋┖头戳Χ龋ㄗ冃瘟浚,并在最合適的時機出鍋(控制冷卻),直接做出味道和口感都完美的菜,不需要再回鍋。
在現代鋼鐵生產中,為了追求高效和節能,正火軋制(TMCP技術)的應用越來越廣泛,已成為生產高性能中厚板、型材等產品的主流技術。而傳統的正火工藝則更多應用于:
1、對舊材料進行性能改良。
2、生產批量小、規格特殊的鋼材。
3、對正火軋制設備能力不足的補充。
4、某些對組織均勻性要求極高的特殊材料。