在深冷處理過程中，金屬中的大量殘余奧氏體轉變馬氏體，特別是過飽和的亞穩定馬氏體再從-196攝氏度至室溫過程中會降低飽和度，析出彌散，微觀盈利降低，在細小彌散的碳化物在材料變形時可以阻礙位錯運動，從而強化基體組織。同時由于超微細碳化發揮了晶界強化作用，從而改善了工模具性能，使硬度，抗沖擊韌性和耐磨性都顯著提高。

       工業中，把經過普通熱處理后的材料進一步冷卻到100℃～196℃的處理方式叫作深冷處理，它可以降低殘奧含量、促進析出細小碳化物、減少晶間拉應力，進而提高以下宏觀性能：

提高硬度:高速鋼、模具鋼提高洛氏硬度1～2度。

提高耐磨性:Cr12MoV鋼耐磨性提高30％，20Ni3Mo滲碳鋼耐磨性提高89％。

提高抗彎強度:440A鑄造不銹鋼的抗彎強度1135MPa提高到1355MPa。

提高韌性:W6Mo5Cr4V2沖擊功從18J提高到40J。

提高紅硬性:W18Cr4V在625℃的條件下硬度從洛氏硬度57.9提高到63.9。

提高尺寸穩定性: 95Crl8不銹鋼殘余奧氏體從35％降低至10％。

提高導電性:銅合金Cu-15Ni-8Sn電阻率從2 86×l0-7 Ω.m降低到l.5l×l0-7 Ω.m。