超深冷熱處理加工是一種特殊的熱處理工藝，主要過程是將材料置于極低溫的環(huán)境下進(jìn)行處理，以改善材料的性能。

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在金屬材料的常規(guī)熱處理過程中，淬火冷卻到室溫時(shí)會(huì)殘留大量奧氏體，而奧氏體在低溫環(huán)境下非常不穩(wěn)定且易分解，超深冷處理就是利用這一特性，將金屬置于 -190°C 至 -230°C 的超低溫環(huán)境下，使其中的奧氏體會(huì)轉(zhuǎn)化成馬氏體，從而消除內(nèi)應(yīng)力。
在超低溫時(shí)，組織體積收縮，F(xiàn)e 晶格常數(shù)縮細(xì)，會(huì)加強(qiáng)碳原子析出的驅(qū)動(dòng)力，使馬氏體的基體析出大量超微細(xì)碳化物。這些超微細(xì)結(jié)晶體會(huì)使物料的強(qiáng)度提高，同時(shí)增加耐磨性與剛性，并且，超低溫度可轉(zhuǎn)移金屬原子的運(yùn)能，使原子之間不能擴(kuò)散分開，從而使原子結(jié)合更緊密。
主要步驟：
預(yù)熱回火：將淬火處理后的材料加熱至 180 - 200°C，在此溫度下進(jìn)行消除淬火應(yīng)力的低溫回火，回火時(shí)間一般為 2 - 3 小時(shí)。這一步可以降低材料內(nèi)部的應(yīng)力，為后續(xù)的超深冷處理做準(zhǔn)備。
降溫處理：低溫回火后，以每分鐘降低 1 - 1.5°C 的速度降低到 160 - 195°C 之間。這個(gè)降溫過程需要嚴(yán)格控制速度，以確保材料在降溫過程中不會(huì)產(chǎn)生新的應(yīng)力或變形。
超深冷保溫：在達(dá)到設(shè)定的溫度范圍后，進(jìn)行超深冷保溫，保溫時(shí)間通常為 5 - 6 小時(shí)。在超低溫環(huán)境下，材料中的奧氏體充分轉(zhuǎn)化為馬氏體，并且使材料內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)更加細(xì)化和均勻。
回溫處理：保溫結(jié)束后，緩慢以 1 - 1.5°C 的速度升到室溫或 160 - 180°C 的溫度范圍。回溫過程同樣需要控制速度，避免因溫度變化過快導(dǎo)致材料出現(xiàn)裂紋或變形。
再次回火：在室溫或 160 - 180°C 的溫度范圍，進(jìn)行低溫回火處理，回火時(shí)間與超深冷保溫時(shí)間一致，同為 5 - 6 小時(shí)。這一步可以進(jìn)一步消除材料內(nèi)部的應(yīng)力，提高材料的韌性和穩(wěn)定性。