關(guān)于深冷處理的機理問題，現(xiàn)在還處于一個研究初期階段。相對來說有關(guān)黑色金屬(鋼鐵)的深冷機理己經(jīng)研究得較為清楚，現(xiàn)有的機理分析基本上是沿用鋼鐵材料的。
黑色合金(鋼鐵)的深冷機理
關(guān)于鋼鐵材料的深冷處理的作用機理，國內(nèi)外的研究己較為廣泛和深入，且大家均己基本取得共識，主要的觀點如下。
1.從馬氏體中析出超細(xì)碳化物，從而彌散強化這一點得到了幾乎所有研究的證實，主要原因為馬氏體經(jīng)-196℃深冷，由于體積收縮，F(xiàn)e的晶格
常數(shù)有縮小的趨勢，從而加強了碳原子析出的驅(qū)動力，但由于低溫下的擴(kuò)散更為困難，擴(kuò)散距離更短，于是在馬氏體的基體上析出了大量的彌散的超微細(xì)碳化物。
2.殘余奧氏體的改變
低溫下(即Mf點以下)殘余奧氏體發(fā)生分解，轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，提高了工件的硬度和強度。有學(xué)者認(rèn)為深冷可*消除殘余奧氏體;也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)深冷只能降低殘余奧氏體的數(shù)量，但不能*消除;還有人認(rèn)為深冷改變了殘余奧氏體的形狀、分布和亞結(jié)構(gòu)，有利于提高鋼的強韌性。
3.組織細(xì)化
組織細(xì)化引起工件的強韌化。這主要指原來粗大的馬氏體板條發(fā)生了碎化。有學(xué)者認(rèn)為馬氏體點陣常數(shù)發(fā)生了變化;也有學(xué)者認(rèn)為馬氏體分解析出微細(xì)碳化物時造成了組織細(xì)化。
4.表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力
冷卻過程可能引起缺陷(微孔，內(nèi)應(yīng)力集中部位)的塑性流變。復(fù)溫過程中在空位表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力，這種應(yīng)力可以減輕缺陷對材料局部強度的損害。終表現(xiàn)為磨料磨損抗力的提高。
5.深冷處理部分轉(zhuǎn)移了金屬原子的動能
原子間既存在使原子緊靠在一起的結(jié)合力，又存在使之分開的動能。深冷處理部分轉(zhuǎn)移了原子間的動能，從而使原子結(jié)合的更緊密，提高了金屬的性育旨。
