在渗氮零件的整个制造过程中，成品件热处理，渗氮往往是后一道工序，至多再进行精磨或研磨。渗氮零件的工艺流程一般为:锻造→正火(退火)→粗加工→调质→精加工→去应力→粗磨→渗氮→精磨→装配。
氮化前的预热处理包括正火(退火)、调质处理、去应力。
a.正火(退火)，其目的是细化晶粒、降低硬度、消除锻造应力。
b.调质处理，可以改善钢的加工性能，获得均匀的回火索氏体***，以保证零件心部有足够的强度和韧性，同时又能使渗氮层和基本结合牢固。
c.去应力处理，对于形状复杂的精密零件，在渗氮前应进行1~2次去应力，以减少渗氮过程中的变形。
对于钢铁材料，零件淬火后，棒料热处理，马氏体***中存在存在一定量的残余奥氏体，尤其是马氏体转变温度较低的材料，残余奥氏体可能多达10%以上。残余奥氏体是一种不稳定***，可以逐步转变成马氏体。奥氏体转变成马氏体体积会变大，半成品热处理，造成零件尺寸的变化。同时，奥氏体的机械性能也不稳定。深冷处理就是将淬火后工件置入较低温度的环境中（比如5℃以下的冷水中），促进残余奥氏体向马氏体的转变，以提高材料性能。一般比较重要的零件才会采用深冷工艺，热处理，比如精密量具，精密轴承等。
生产的程控深冷处理设备可以在深冷加工过程中，金属中大量残余奥体转变为马氏体，特别是过饱和的亚稳定马氏体在从-196℃至室温的过程中会降低过饱和度，析出弥散、尺寸仅为20～60A并与基体保持共格关系的超微细碳化物，可以使马氏体晶格畸变减少，微观应力降低，而细小弥散的碳化物在材料塑性变形时可以阻碍位错运动，从而强化基体***。同时由于超微细碳化物颗粒析出后均匀分布在马氏体基体上，减弱了晶界脆化作用，而基体***的细化既减弱了杂质元素在晶界的偏聚程度，又发挥了晶界强化作用，从而改善了工模具的性能，使硬度、抗冲击韧性和耐磨性都显著提高。
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