冷處理有普通處理—80℃與超冷處理—190℃兩種。超冷處理又稱為深冷處理i，近來稱作低溫處理。鋼材淬火冷卻之后的馬氏體組織轉變的完成是從馬氏體轉變點Ms至馬氏體轉變了點Mf，但是很多合金鋼材的Mf低于室溫，在室溫狀態組織中有殘余奧氏體組織，這類鋼種的殘余奧氏體通過回火一般不能完全消除，殘余奧氏體的存在引起工件性能的降低。為了消除殘余奧氏體，冷處理工序就是淬火工序繼續，是在淬火鋼冷卻到室溫時繼續冷卻到室溫以下。
冷處理可以提高工件的硬度，防止磨削裂紋，提高工件的磁性，減少變形，穩定使用尺寸。可以代替多次回火。
冷處理的工藝包括冷處理溫度、冷處理時間、冷處理的降溫和升溫方式與速度、裝爐方式、轉入回火工序時間間隔等。
（1）冷處理溫度的確定 溫度確定的理論依據是各個鋼種的Mf點，在Mf附近或遠遠低于Mf點作為冷處理的溫度，還可以結合零件的使用情況以及工藝設備條件制定冷處理溫度。
（2）冷處理時間的確定 和淬火工件一樣，工件達到冷處理溫度后，轉變就已完成，在不考慮工件重量和工件尺寸時，就不需要保溫。但是儀表監控的只是溫度，并不能代表工件實際已經到溫。所以為了使大件或批量裝爐的工件的心部都達到冷處理的實際溫度，可以等溫一段時間，等溫公式計算如下：
T=D×C×T終/（T冷劑+30）（圓截面工件）
T=2×D×C×T終/（T冷劑+30）（方截面工件）
式中 T——等溫時間，min；
T終——工件最終處理溫度，℃；
T終劑——冷凍劑的溫度，℃
D——工件有效厚度，min；
C——常數，工件在冷凍劑直接交換熱量時C=1，通過空氣交換熱量時C=1.15~1.20℃。
也可以根據裝量及工件的大小來確定時間，中小件一般為1~3h.
（3）冷處理的降溫和升溫方式與速度的確定，適當地控制降溫與升溫速度，對于材料的深冷處理效果以及防止開裂變形都有益處，這個速度一般在≤40℃/h。也可以采用分段降溫、升溫的方式。在深冷以后的升溫至—40℃以前，不提倡提倡提出深冷箱。
出深冷箱后再空氣中溫度自然回升至室溫（以工件表面的冷凝水干燥為止），然后再進行回火或時效處理。也有主張水冷工件來加速回升速度，防止放置時間過長開裂。
（4）冷卻介質 一般用于普通冷處理設備，通常用干冰、氨（或甲醇）和氟里昂壓縮機來制冷。深冷設備最常用的是采用液氮制冷，它既經濟又方便，一般用液氮深冷罐來存儲 液氮，控溫系統來控制冷處理溫度與降溫、升溫速度。
（5）冷處理工藝注意事項
①冷處理在淬火、回火工序中的安排有兩種方式：a.淬火+一次120~150℃的低溫回火+深冷處理+回火的處理工藝，大型工件采用這個工藝比較穩妥；b.采用淬火+深處里+回火處理，小件可以采用此類工藝。
②深冷處理次數：重復多次深冷處理比單次深冷處理效果好。有人認為三次深冷可以使材料的抗沖擊磨損性能明顯提高。
③采用液氮深冷罐進行深冷處理，適量的泄漏是合理的。
④防止凍傷。
