一般將0-100℃的冷處理定義為普通冷處理，將溫度低于-130℃的冷處理稱為深冷處理。
深冷處理是以液氮為冷卻介質對材料進行處理的方法。深冷處理技術最先應用于受磨損的工具、模具刀具材料，后來擴展到合金鋼、硬質合金等，采用該方法可以改變金屬材料的內部結構，進而改善材料的力學和加工性能，它是目前最新的強韌化處理工藝之一。
      深冷處理的機理：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?yōu)轳R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?yōu)轳R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。
      深冷處理設備主要由液氮罐、液氮傳輸系統(tǒng)、深冷箱及控制系統(tǒng)組成。應用中，深冷處理采用多次重復進行。典型的工藝如： 1120℃油淬+-196℃×1h(2-4)次深冷處理+200℃×2h.回火處理。處理后的組織出現(xiàn)了奧氏體轉變，還從淬火馬氏體中析出高度彌散的與基體保持共格關系的超細碳化物，經隨后的200℃低溫回火后，超細碳化物長大 彌散分布的ε碳化物，其數量和彌散度明顯增大。多次重復深冷處理，一方面使前一次深冷時由殘余奧氏體轉變成的馬氏體中析出超細碳化物，另一方面，在淬火馬氏體中繼續(xù)析出微細碳化物。重復工藝可使基體的抗壓強度、屈服強度和沖擊韌性升高，提高了鋼的強韌性，同時使沖擊磨損的抗力明顯提高。