金属深冷处理起源于一百多年的瑞士，当时人们发现经过冰雪冷藏的工具可以使用更长时间，、钟表、吉列都是当时这种工艺的受益者。20世纪60年开始，美国、苏联、日本等国家开始对金属深冷技术的研究，大量的试验发现深冷处理有效的延长了工具的寿命。二十世纪80年，螺丝淬火，美国的若干个化深冷公司，如3xistruments&toling、materialimprovement和amecry等，分别对、磨具、齿轮、特殊弹簧、硬质合金、高速钢、钴基合金进行了冷处理，实验结果表明，深冷处理对于上述材料零件的使用寿命有显著的作用，可以提高5~10倍不等。
生产的程控深冷处理设备可以在深冷加工过程中，淬火，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，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，螺栓淬火，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。
渗氮用钢---凡含有cr、mo、v、ti、al等元素的低、中碳合金结构钢、工具钢、不锈钢(不锈钢渗氮前需去除工件表面的钝化膜，对不锈钢、耐热钢可直接用离子氮化方法处理)、球墨铸铁等均可进行渗氮.渗氮后零件虽然具有高硬度、高耐磨性和高的疲劳强度，但只是表面很薄的一层(铬钼铝钢于500--540c经35--65h渗氮层深只达0.3--0.65mm).必须有强而韧的心部组织作为渗氮层的坚实基底，才能发挥渗氮的作用.总的来看，大部分渗氮零件是在有摩擦和复杂的动载荷条件下工作的，不论表面和心部的性能都要求很高.
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