金屬材料冷處理技術(shù)是近年來(lái)興起的一種改善金屬工件性能的新工藝。所謂深冷處理，就是用液氮（－196℃）作為冷卻介質(zhì)將淬火后的金屬材料的冷卻過(guò)程繼續(xù)下去，達(dá)到遠(yuǎn)低于室溫的某一溫度，促使常規(guī)熱處理后所存在的殘余奧氏體得到進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，從而改善金屬材料性能。深冷處理后能明顯提高金屬工件的耐磨性、韌性和尺寸穩(wěn)定性，使工件的使用壽命成倍地提高。
深冷處理針對(duì)黑色金屬的改善主要在以下幾方面：
提升工件的硬度及強(qiáng)度
提高工件的耐磨性

金屬材料冷處理技術(shù)作用機(jī)理如下：
1、提升工件的硬度及強(qiáng)度
深冷處理某種意義上是淬火的延續(xù)，讓Mf點(diǎn)較低材料繼續(xù)完成A向M的轉(zhuǎn)變，在常規(guī)淬火后，有些材料殘余奧氏體可達(dá)25%，甚至更高，通過(guò)繼續(xù)轉(zhuǎn)變，通常可以提**RC1-3度，多時(shí)甚至可達(dá)HRC5-6度。馬氏體基體析出納米級(jí)別的超細(xì)碳化物，微量提升了工件的硬度。上海交大的錢(qián)士強(qiáng)用16Mn實(shí)驗(yàn)，基本撇開(kāi)了殘奧轉(zhuǎn)變的影響，經(jīng)多次深冷的工件相比未深冷的硬度提高了HRC約1.5度，說(shuō)明彌散分布的超細(xì)碳化物對(duì)組織起到了彌散強(qiáng)化的作用。根據(jù)材料手冊(cè)，材料硬度在HRC50以上時(shí)，我們可以看到硬度每提升HRC0.5度，鉻鋼、鉻釩鋼及鉻鉬鋼的抗拉強(qiáng)度通常提高幅度在30MPA左右。

2、提高工件的耐磨性
硬度提升，馬氏體比奧氏體顯而易見(jiàn)的更耐磨。像W18CR4VCR12等材料，當(dāng)硬度從HV600提升到HV800時(shí)，其相對(duì)耐磨性分別提升大約15%至20%。大量析出并彌散分布在馬氏**錯(cuò)線和孿晶帶上的超細(xì)碳化物，對(duì)馬氏體基體起到釘扎和支撐的作用，即使深冷有時(shí)并未明顯提升工件硬度，但我們可以明顯看到其耐磨性的提升。對(duì)高碳高合金工件來(lái)說(shuō)，耐磨性提升50%還是比較多見(jiàn)的。