二段正火（two-step normalizing），工学-机械工程-〔机械制造工艺与装备〕-〔热加工工艺与装备〕-〔热处理工艺与装备〕-〔整体热处理〕-正火，工件加热至Ac3或者Accm以上30～50℃并保温适当时间后，在静止的空气中冷却到Ar1附近即转入炉中进行缓慢冷却的正火工艺。一般在生产中普遍采用炉冷或沙冷代替空冷以实现缓冷，在珠光体转变完成之后，再行缓冷可使工件整体冷却速度均匀，减少残余应力和降低热处理风险。该工艺能获得均匀的珠光体组织，为后续的机加工及热处理准备良好的组织状态。二段正火工艺一般适用于对正火畸变要求较严格及容易产生内外部冷却速度差的大型工件。正火过程中的残余应力包括铸造、锻造后的残余应力、冷却产生的热应力和相变产生的组织应力。残余应力会增加工件在冷却过程中出现开裂和变形的可能性，在加热过程中则会促使材料的重结晶晶粒粗大，从而引起材料力学性能恶化。相对于普通正火工艺，二段正火在冷却过程中由于工件内部和外表面冷却速度较为均匀，可以更有效地减少热应力，但会带来工艺周期较长、工件长期占用热处理炉的负面影响。