正火后回火的目的一般是主要針對于大截面零件而言的有以下作用，非常重要：

1、對于像電機軸、壓機容器等零件（材質(zhì)一般為碳鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼）而言，正火+高溫回火就是其最終熱處理，因此正火后及時回火處理能有效的穩(wěn)定組織及尺寸，進一步消除工件內(nèi)應(yīng)力，對提高綜合力學(xué)性能有明顯作用；

2、對于大型鍛件而言，正火后及時高溫回火（一般還在中間加一次過冷）除了能達到前面所述之目的外，還有擴氫的重要作用，特別是高淬透性鋼，（氫是產(chǎn)生白點的因素）而大鍛件若內(nèi)部產(chǎn)生了白點的話一般都要報廢。所以重要零件（或特殊材料）正火+高溫回火是十分必要的。

一般正火不進行回火，當(dāng)淬透性比較好的材料或者采用霧冷正火時，要進行高溫回火，因為淬透性好的材料正火時易出現(xiàn)混晶組織，霧冷造成一定的應(yīng)力，所以要進行回火，這樣不但消除應(yīng)力，還能提高材料綜合性能。

正火主要是為了細化晶粒消除網(wǎng)狀碳化物，回火是消除應(yīng)力。

正火是將材料加熱到Ac3以下某一溫度經(jīng)保溫后空氣中冷卻的金屬熱處理工藝。正火與退火的不同點是正火冷卻速度比退火冷卻速度稍快，因而正火組織要比退火組織更細一些，其機械性能也有所提高。另外，正火爐外冷卻不占用設(shè)備，生產(chǎn)率較高，因此生產(chǎn)中盡可能采用正火來代替退火。

回火的作用在于：①提高組織穩(wěn)定性，使工件在使用過程中不再發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而使工件幾何尺寸和性能保持穩(wěn)定。②消除內(nèi)應(yīng)力，以便改善工件的使用性能并穩(wěn)定工件幾何尺寸。③調(diào)整鋼鐵的力學(xué)性能以滿足使用要求。分為高溫、低溫、中溫回火，其中高溫回火又稱為調(diào)質(zhì)處理

正火后回火的目的就是去應(yīng)力回火，原因很簡單：正火工藝的冷卻并非平衡冷卻，所獲得的組織并非平衡組織，非平衡組織內(nèi)部自然存在一定的內(nèi)應(yīng)力。

這一點，可以追溯到回火的最初定義：回火過去的文獻把回火定義為——把淬過火或正火的鋼件加熱到設(shè)定的某一溫度（低于下臨界點溫度），保持充分的時間，以消除其因淬火或正火等所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，并獲得較穩(wěn)定的顯微組織和設(shè)計需要的綜合力學(xué)性能的熱處理工藝。現(xiàn)在的文獻大多把回火定義為：采用加熱手段，將不穩(wěn)定的淬火組織轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬Ψ€(wěn)定的回火組織，并降低淬火應(yīng)力，從而在保持較高強度和硬度的條件下，盡量提高鋼的韌性和塑性，得到良好的機械性能，使工件在使用過程中，不發(fā)生形狀和尺寸超差。

由于鋼材在熱加工中由于加熱、軋制、冷卻時存在問題，容易導(dǎo)致鋼中存在晶粒度粗大/不均、先共析組織網(wǎng)狀析出、存在異常組織等，如直接進行回火處理無法消除/改善上述缺陷，直接影響熱處理效果。故對于較高級用途的鋼材，如高壓鍋爐管等，一般先進行正火，將鋼加熱到臨界溫度Ac3或Accm線以上30～50℃后保溫一段時間奧氏體化，然后空冷，如果鋼材尺寸較大，可采用吹風(fēng)、噴水霧等強制冷卻手段冷卻，達到細化/均勻材料晶粒度、消除/減輕網(wǎng)狀、消除/減輕異常組織的目的，然后再經(jīng)回火消除鋼的內(nèi)應(yīng)力，提高塑性并取得合適的強度及塑性。