深冷处理过程中,被处理材料置于特定的、可控的低温环境中,材料的微观组织结构发生变化,从而提高或改善材料性能。关于深冷处理的机理问题,现在还处于一 个 研究初期阶段, 对材料内部变化机理的认识还不够完善。相对来说有关黑色金属(钢铁)的深冷机理已经研究得较为深入、透彻,各国研究者已达成一些共识。

对于黑色金属来说，其深冷处理的机理主要由以下几点:

①残余奥氏体转变成马氏体提高了材料的硬度和强度,同时改善了材料的尺寸稳定性。

②从马氏体基体中析出超细碳化物颗粒,提高了材料的耐磨性,从而提高使用寿命

③马氏体板条碎化,使组织得到细化,从而引|起工件的强韧化。

④降低材料内部的残余应力,从而提高材料的尺寸稳定性。

在深冷加工过程中,金属中大量残余奥体转变为马氏体,特别是过饱和的亚稳定马氏体在从-196*C至室温的过程中会降低过饱和度，析出弥散、尺时仅为20 ~ 60A并与基体保持共格关系的超微细碳化物,可以使马氏体晶格畸变减少,微观应力降低,而细小弥散的碳化物在材料塑性变形时可以阻碍位错运动,从而强化基体组织。

同时由于超微细碳化物颗粒析出后均匀分布在马氏体基体上,减弱了晶界脆化作用,而基体组织的细化既减弱了杂质元素在晶界的偏聚程度,又发挥了晶界强化作用,从而改善了工模具的性能,使硬度、抗冲击韧性和耐磨性都显著提高。

深冷技术的改进效果不仅限于工作表面,它渗入工件内部,体现的是整体效应所以可对工件进行重磨,反复使用，而且对工件还有减少淬火应力和增强尺寸稳定性的作用。