液氮深冷處理又稱超低溫處理，一般是指在-150℃以下對材料進(jìn)行超低溫處理使材料的綜合性能提高的方法。早期瑞士鐘表匠將鐘表零件埋于干冰中，提高零件的強(qiáng)度、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性，延長了鐘表的使用壽命。近些年發(fā)現(xiàn)采用液氮作為冷處理的冷卻介質(zhì)，其對材料力學(xué)性能的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過干冰。
目前液氮深冷處理技術(shù)已得到業(yè)界的普遍關(guān)注，經(jīng)過液氮處理過的金屬零件能將殘余的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，使零件的尺寸更加穩(wěn)定，超細(xì)的碳化物從馬氏體中析出，從而彌散強(qiáng)化，提高了零件強(qiáng)度、硬度和耐磨性；液氮深冷處理可以使組織進(jìn)一步細(xì)化，從而提高了材料的韌性。深冷處理工藝與常規(guī)的熱處理比較，更能深入地改善材料的機(jī)械性能，產(chǎn)品成型穩(wěn)定，并且具有綠色環(huán)保無污染和工藝過程簡單等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景。
液氮深冷處理主要是改變材料的微觀結(jié)構(gòu)，從而提高其綜合性能，充分發(fā)揮材料的潛能，其過程經(jīng)歷了從自然氣氛→人工制冷→LiBr系列→深冷機(jī)組→液氮作介質(zhì)的深冷等幾個(gè)階段，目前在國外，深冷專用設(shè)備已形成產(chǎn)業(yè)化。在我國，低溫技術(shù)的應(yīng)用在《詩經(jīng)》中就有記載，主要應(yīng)用于療和鑄劍方面。目前，低溫處理在食品、衛(wèi)生、商業(yè)領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用，并且具備了相關(guān)的低溫制冷設(shè)備。深冷處理也已廣泛應(yīng)用于療方面并開發(fā)了多種專用設(shè)備。如：LDZ系列、ND-l型、DWY型、DF-30型多種以液氮作介質(zhì)的療專用設(shè)備。大型的深冷機(jī)組已成功應(yīng)用在油泵油嘴行業(yè)，工藝溫度也從-80℃達(dá)到-130℃。
液氮深冷處理時(shí)的深冷溫度是指在鋼領(lǐng)性能的影響因素中，作為關(guān)鍵因素的深冷溫度影響較大。經(jīng)過深冷處理后的材料微觀組織發(fā)生了多個(gè)方面的轉(zhuǎn)化，殘余奧氏體*轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，提高了材料的硬度和尺寸穩(wěn)定性；從馬氏體中析出了大量的微細(xì)碳化物，從而產(chǎn)生了彌散強(qiáng)化，提高材料的機(jī)械性能，特別是耐磨性的大幅度提高；材料組織變得致密化、微細(xì)化、均勻化，從而使得材料組織強(qiáng)韌化，耐磨性和韌性得到提高，磨損率下降；殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，內(nèi)應(yīng)力集中部位會(huì)引起塑性流變，恢復(fù)至室溫的過程中，空位表面會(huì)產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，這種應(yīng)力可以減輕材料缺陷對局部強(qiáng)度的影響，有利于材料的尺寸穩(wěn)定。
