深冷處理是指以液氮為制冷劑，在低于-130℃的溫度對工件進(jìn)行處理的方法。深冷處理能在不降低工件強(qiáng)度與硬度的情況下，顯著提高工件的韌性。深冷處理方法分為液體法和氣體法兩種。液體法是將工件直接放入液氮中，處理溫度為-150℃，缺點(diǎn)是熱沖擊大，有時甚至造成工件開裂；氣體法是通過液氮的氣化潛熱和低溫氮?dú)馕鼰嶂评?，處理溫度達(dá)-196℃，處理效果較好。

   根據(jù)冷卻方式的不同，深冷處理可以分為制冷機(jī)法和低溫液體冷卻法兩類。壓縮空氣制冷曾經(jīng)得到一定程度的應(yīng)用，但是由于設(shè)備存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修不方便等缺點(diǎn)，很少采用。近幾年發(fā)展起來的低溫冰箱，隨著低制冷溫度的下降，同時由于其結(jié)構(gòu)緊湊和操作運(yùn)行簡便等優(yōu)點(diǎn)，有望在-100 ℃的溫度附近得到廣泛的應(yīng)用。然而，對于溫度更低的深冷處理，其應(yīng)用時機(jī)還不成熟。常采用的則是低溫液體冷卻法，由于液氮的溫度合適、來源廣泛、無污染、價格比較便宜，大多情況下利用液氮作為冷媒介質(zhì)，有時還利用液氮和酒精等介質(zhì)混合的方式獲取不同的溫度。

   優(yōu)點(diǎn)如下：

   1、它使硬度較低的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)檩^硬的、更穩(wěn)定的、耐磨性和抗熱性更高的馬氏體；

   2、馬氏體的晶界、晶界邊緣、晶界內(nèi)部分解、細(xì)化，析出大量超細(xì)微的碳化物，過飽和的

馬氏體在深冷的過程中，使材料的韌性改善，沖擊韌性高,基體抗回火穩(wěn)定性和抗疲勞性得到提高；耐磨損的性能得到提高；尺寸穩(wěn)定性提高。從而達(dá)到了強(qiáng)化基體，改善熱處理質(zhì)量，減少回火次數(shù)，延長模具壽命的目的；

   3、材料經(jīng)深冷處理后內(nèi)部熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力大為降低，并且由于降溫過程中使微孔或應(yīng)力集中部位產(chǎn)生了塑性流變，而在升溫過程中會在此類空位表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，這種壓應(yīng)力可以大大減輕缺陷對工件局部性能的損害，從而有效地減少了金屬工件產(chǎn)生變形、開裂的可能性。

深冷一般指233K-77K的溫區(qū)范圍。233K（約-40℃）一般為單級蒸汽壓縮制冷所能有效達(dá)到的溫度下限，77K（約-196℃）為液氮常壓沸點(diǎn)溫度。深冷是實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中常用液氮來實(shí)現(xiàn)制冷的溫區(qū)。采用單級蒸汽壓縮制冷技術(shù)的低有效制冷溫度一般在-40 蒸汽（233 K）以上。為實(shí)現(xiàn)更低制冷，可以采用液氮制冷或機(jī)械式制冷。液氮制冷zui低可以到液氮的常壓沸點(diǎn)溫度-196℃。如果使用機(jī)械式制冷，必須采取多級壓縮或復(fù)疊的技術(shù)措施。采用兩級壓縮的蒸汽壓縮系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)約-60℃以上溫區(qū)的有效制冷，采用兩級復(fù)疊循環(huán)可實(shí)現(xiàn)約-80℃以上溫區(qū)的有效制冷。兩級復(fù)疊循環(huán)的實(shí)質(zhì)是兩個獨(dú)立的單級節(jié)流制冷循環(huán)，高溫級對低溫級提供預(yù)冷，每一級的工作原理與單級蒸汽壓縮制冷循環(huán)一致。

制冷溫度進(jìn)一步降低，需要增加復(fù)疊的級數(shù)。采用三級復(fù)疊循環(huán)，zui低級系統(tǒng)采取甲烷作為制冷劑時，其zui低制冷溫度可以達(dá)到120 K（約-153℃）。串連級數(shù)越多，系統(tǒng)可靠性就越低，而且制冷效率低，系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，設(shè)備成本高、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用大。因此除在早期人們開展科學(xué)研究外，少見三級以上的復(fù)疊制冷系統(tǒng)。

除復(fù)疊外，回?zé)崾菍?shí)現(xiàn)更低溫度的另一重要技術(shù)手段。采用單級蒸氣壓縮系統(tǒng)結(jié)合回?zé)?、多元混合制冷劑形成的深冷多元混合工質(zhì)節(jié)流制冷技術(shù)，利用經(jīng)過蒸發(fā)器后工質(zhì)的剩余冷量降低節(jié)流前工質(zhì)的溫度，實(shí)現(xiàn)更低溫區(qū)制冷。該技術(shù)可以高效可靠地滿足233K-77K這一廣闊溫區(qū)的制冷需求。

深冷多元混合工質(zhì)節(jié)流制冷技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的冷量需求范圍廣且高效可靠。從微型、小型一直到大中型制冷需求均可以利用該技術(shù)高效實(shí)現(xiàn)，例如對冷量在數(shù)百毫瓦至數(shù)瓦的紅外及電子器件冷卻、冷量在數(shù)十瓦至數(shù)百瓦的低溫醫(yī)療與低溫儲存，以及冷量需求更大的氣體液化、分離領(lǐng)域，等等。