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深冷技術就是利用冷媒介質(zhì)作為冷卻介質(zhì)，將淬火后的金屬材料的冷卻過程繼續(xù)下去，達到遠低于室溫的某一溫度(-196℃)，從而達到發(fā)揮金屬材料性能的目的。深冷技術是近年來興起的一種發(fā)揮金屬工件性能的新工藝技術，是目前有效、經(jīng)濟的技術手段。
在深冷加工過程中，金屬中大量殘余奧體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，特別是過飽和的亞穩(wěn)定馬氏體在從-196℃至室溫的過程中會降低過飽和度，析出彌散、尺寸僅為20～60A并與基體保持共格關系的超微細碳化物，可以使馬氏體晶格畸變減少，微觀應力降低，而細小彌散的碳化物在材料塑性變形時可以阻礙位錯運動，從而強化基體組織。同時由于超微細碳化物顆粒析出后均勻分布在馬氏體基體上，減弱了晶界脆化作用，而基體組織的細化既減弱了雜質(zhì)元素在晶界的偏聚程度，又發(fā)揮了晶界強化作用，從而改善了工模具的性能，使硬度、抗沖擊韌性和耐磨性都顯著提高。
深冷技術的改進效果不于工作表面,它滲入工件內(nèi)部,體現(xiàn)的是整體效應,所以可對工件進行重磨,反復使用,而且對工件還有減少淬火應力和增強尺寸穩(wěn)定性的作用。
有關深冷、超深冷處理析出更細小的彌散碳化物是指——在顯微鏡下看深冷、超深冷處理后馬氏板條尺寸明顯細小，表示原粗大的馬氏體板條在深冷、超深冷處理的過程中發(fā)生碎化，低碳馬氏體的碎化與深冷處理引起的馬氏體微分解有關。在深冷、超深冷處理過程中，馬氏在-190度低溫下，由于體積收縮Fe的晶格常數(shù)趨于縮小，而低溫下固溶度變小使馬氏體的過飽和度有所增加，亦使空位的平蘅濃度降低。這些都增加了碳原子析出偏聚的驅(qū)動力，但低溫下原子運動困難，擴散距離極短，馬氏體內(nèi)過飽和碳原子往往偏聚于附近的錯位線上，在隨后的回溫過程中逐步形成超微細碳化物核心，脫落后使馬氏體發(fā)生微分解，內(nèi)部亞單元尺寸變?。旱吞捡R氏體在淬火過程中會發(fā)生回火現(xiàn)象，碳原子有部分偏聚并以有微細的碳化物析出，但仍是碳在α-Fe中過飽和固溶體。深冷、超深冷處理促進碳原子更彌散偏聚，形成超微細碳化物核心使馬氏體分解，馬氏體內(nèi)界面增多而碎化。在深冷、超深冷處理的溫度回升階段碳原子的擴散能力大大增加，而隨溫度回升空位平衡濃度也升高，從而更加快碳原子的擴散運動。自回火產(chǎn)生的微細碳化物促進碳化物的聚合長大，深冷、超深冷處理形成的超微細碳化物在回溫過程和室溫保持中逐步聚合長大。故深冷、超深冷處理后馬氏體內(nèi)碳化物微粒的數(shù)量增多且尺寸較大。
深冷處理的作用：
可轉(zhuǎn)變殘奧，提高工件的硬度和耐磨性，穩(wěn)定工件的尺寸。 可析出超細碳化物，提高工件的耐磨性；可細化晶粒，提高工件的沖擊韌性。
可成倍提高馬氏體不銹鋼的抗蝕性，提高工件的拋光性能。 可改善有色金屬的導電能力和抗蝕性?？蓽p少模具變形、開裂。提高工件的尺寸精度。