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對于深冷處理技術，其處理工藝是決定處理效果的關鍵。深冷處理工藝中的關鍵影響因素主要包括：深冷處理方式、升降溫速度、回火前處理或者回火后處理、保溫時間、深冷次數等。
1、深冷處理方式
可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℃。該方法的缺點是熱沖擊性大，有時甚至造成工件開裂。氣體法是通過液氮的汽化潛熱和低溫氮氣吸熱來制冷，處理溫度達-196℃，處理效果較好。
3、升降溫速度
目前，對深冷升、降溫速度主要有兩種觀點。一種觀點認為深冷的升降溫速度不能太快，即不贊成將工件直接浸入液氮中，因為激冷將導致工件內部的應力增大，易造成工件的變形或開裂。如日本的“深冷急熱法”，工件淬火后不馬上進行冷處理，而是先放入水浴，再放入處理槽中在-80℃或-180℃下進行冷處理，保溫一段時間后立即放人60C熱水浴中，使試樣快速回溫以減小內應力，然后選用不同溫度回火1h。
另一種觀點則認為應快速冷卻或升溫，這樣會使奧氏體更易轉變為馬氏體，且直浸冷卻速率比油淬慢，不易引起材料的變形或開裂。如前蘇聯的“沖擊法”，將被處理的工件直接快速地放入液氮中，深冷到所需的溫度后保溫5~30min，然后取出放在室溫下，待其恢復到室溫后，再在200~500℃的油中回火1h。該方法明顯地提高了高速鋼刀具的使用壽命。
3、回火前處理或者回火后處理
按回火工藝的順序，深冷處理可分為回火后深冷處理與回火前深冷處理。研究表明：回火前深冷能較大地提高工件的可加工性，回火后深冷能大幅度提高工件的力學性能。對于受沖擊載荷較大、易彎曲的模具，應進行回火后深冷，而對于要求硬度高、動載荷較大的模具，則進行回火前深冷。回火后深冷能使硬度較低的奧氏體轉變為較硬的、更穩定的、耐磨性和耐熱性更高的馬氏體。
對于20鋼而言，采用回火后深冷處理對其硬度、強度提高不明顯，因為中低碳鋼淬火后殘留奧氏體的數量較少，回火后會形成殘留奧氏體穩定相。對于T8鋼、3Cr2W8V鋼和9SiCr鋼，采用回火后深冷處理能顯著提高強度，但沖擊韌度下降；采用回火前深冷處理，118鋼的硬度、韌性不變而抗彎強度提高，3Cr2W8V鋼的硬度、強度、韌性均提高，9SiCr鋼的硬度提高不明顯，但沖擊韌度提高近兩倍。
4、深冷處理的時間
深冷處理時間的長短，主要應考慮被處理工件的導熱性、體積、冷透所需的時間及殘留奧氏體的轉化穩定情況等因素，不必考慮奧氏體向馬氏體的轉變速度。很多學者認為，深冷處理時間長的要比短的效果好，因為長時間深冷可以使鋼中的殘留奧氏體充分地轉變及更有利于碳化物粒子的形成，轉變完成后，材料的硬度不會再有明顯的變化。工件尺寸越小，完成轉變所需的時問越短，所以日前深冷處理時問一般取24h以上，也有些單位取48h以上。
5、深冷處理的次數
一般認為經二次深冷處理，如前蘇聯采用的“熱循環穩定處理法”。因為經二次深冷處理可以最大限度地改善材料的力學性能，重復第一次的變化，即細小碳化物的析出、馬氏體針（片）的細化以及殘留奧氏體向馬氏體的轉變；經二次深冷處理后，材料的組織將不再發生變化。材料不同，深冷處理溫度也不同，材料硬度的增加也就不一樣，但有一點可以肯定，深冷處理不會降低材料的原有硬度。
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