深冷工艺的处理过程中，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的初期阶段，对材料内部变化的认识还不够完善。相对来说，有关黑色金属(钢铁)的深冷机理研究较为深入、透彻，各国研究者已达成一些共识：
①残留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，从而提高零件的使用寿命。
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降低材料内部的残留应力，从而提高材料的尺寸稳定性。
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