由于奥氏体在低温环境下非常不稳固及分解， 使原来的缺陷 ( 微孔及内应力集中的部份 ) 产生塑性流动而变成组织细化，因此只要将金属置于超低温环境下， 其中的奥氏体会转化成马氏体， 内应力因而消除。
在超低温时由于组织体积收缩， Fe 晶格常数缩细而加强碳原子析出的驱动力， 于是马氏体的基体析出大量超微细碳化物，齿轮架热处理，这些超微细结晶体会使物料的强度提高，扳手热处理， 同时增加耐磨性与刚性。
超低温度可转移金属原子的运能， 使原子之间不能扩散分开从而使原子结合更紧密。 
热处理退火热处理
1.退火操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度（可以查阅有关资料）后，一般随炉温缓慢冷却。
2.正火操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm以上30~50度，胶南热处理，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
3 .冷处理操作方法：将淬火后的钢件，滚针外套热处理，在低温介质（如干冰、液氮）中冷却到－60～－80度或更低，温度均匀一致后取出均温到室温。
渗氮用钢---凡含有Cr、Mo、V、Ti、Al等元素的低、中碳合金结构钢、工具钢、不锈钢(不锈钢渗氮前需去除工件表面的钝化膜，对不锈钢、耐热钢可直接用离子氮化方法处理)、球墨铸铁等均可进行渗氮.渗氮后零件虽然具有高硬度、高耐磨性和高的疲劳强度，但只是表面很薄的一层(铬钼铝钢于500--540C经35--65h渗氮层深只达0.3--0.65mm).必须有强而韧的心部组织作为渗氮层的坚实基底，才能发挥渗氮的作用.总的来看，大部分渗氮零件是在有摩擦和复杂的动载荷条件下工作的，不论表面和心部的性能都要求很高.
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