由于奥氏体在低温环境下非常不稳固及分解， 使原来的缺陷 ( 微孔及内应力集中的部份 ) 产生塑性流动而变成组织细化， 因此只要将金属置于超低温环境下， 其中的奥氏体会转化成马氏体， 内应力因而消除。

在超低温时由于组织体积收缩， Fe 晶格常数缩细而加强碳原子析出的驱动力，高频热处理， 于是马氏体的基体析出大量超微细碳化物， 这些超微细结晶体会使物料的强度提高， 同时增加耐磨性与刚性。

超低温度可转移金属原子的运能， 使原子之间不能扩散分开从而使原子结合更紧密。

a.去污处理。零件装炉前要用或酒精进行脱脂、去污处理，零件表面不允许有锈蚀及脏污。

b.防渗处理。对零件非渗氮部分，可用电镀或涂料法进行防渗氮处理。

c.渗氮件的表面质量应良好，热处理，不允许有脱碳层存在，因此，退火热处理，零件在预先热处理前应留有足够的加工余量，以便在渗氮前的机加工能将脱碳层全部去除，以保证渗氮层的质量。

d.装炉前检查设备和渗氮夹具、电系统、管道、氨分解测定仪等应保证正常使用;渗氮夹具不允许有脏物或氧化皮，如有应清除。

e.随炉试样。随炉的试样应与渗氮零件通材料并经过同样的预先处理。

生产的程控深冷处理设备可以在深冷加工过程中，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℃至室温的过程中会降低过饱和度，析出弥散、尺寸仅为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，正火热处理，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。
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