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深冷處理后,金屬材料(主要是工模具材料)的內部組織的殘余奧氏體轉變為馬氏體,而且還可使馬氏體內析出彌散碳化物,這樣可消除馬氏體中的殘余應力,還增強了馬氏體基體,因而其硬度和耐磨性也隨之提高。硬度增加的原因是由于部分殘余奧氏體轉變為馬氏體;強韌性的提高是由于彌散、細小的η-Fe3C析出;同時馬氏體含碳量降低,其晶格畸變減小,使材料的塑性改善。