液氮深冷箱的工作原理是：过饱和亚稳马氏体在-196℃至室温的过程中，会降低饱和、析出和分散，降低微利润。当细小弥散的碳化物变形时，可以阻止位错运动，从而强化基体组织。同时，由于超细碳化的晶界强化作用，提高了材料工模具的性能，提高了材料的硬度、冲击韧性、耐磨性和疲劳性能。
深冷处理后，材料的内部热应力和机械应力大大降低，在冷却过程中，微孔或应力集中部位发生塑性流动，而在加热过程中，这些空位表面会产生压应力，这样可以大大降低缺陷对工件局部性能的损害，从而有效降低金属工件变形开裂的可能性。
液氮深冷箱不仅能够应用于模具钢、高速钢、轴承钢和模具钢，提高材料的耐磨性、强度、韧性和整体使用寿命，还利用其低温处理技术对铝合金、铜合金、硬质合金、塑料、橡胶等进行低温改性，沥青、玻璃等，也大大提高了材料的均匀性、尺寸稳定性和使用寿命。
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