与工件加热时情况相比，工件冷却时产生的热应力和组织应力对工件的变形影响更大。热应力引起的变形主要发生在热应力产生的初期，这是因为冷却初期工件内部仍处于高温状态，塑性好，在瞬时热应力作用下，心部因受多向压缩易发生屈服而产生塑性变形。冷却后期，随工件温度的降低，钢的屈服强度升高，相对来说塑性变形变得更加困难，冷却至室温后，冷却初期的不均匀塑性变形得以保持下来造成工件的变形。
另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。正火的主要应用范围有：①用于低碳钢，金属表面发黑，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，金属表面发黑多少钱，可作为切削加工的预处理。②用于中碳钢，金属表面发黑工艺，可代替调质处理作为最后热处理。
正火是空气中冷却；淬火是在水或油等液体中冷却；回火是紧接着淬火的；退火主要是提高球化率或去应力，在去应力是，主要注意的是缓慢升温与缓慢降温。
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